JP2006259438A - Radiation-sensitive resin composition, protrusion and spacer formed of the same, and liquid crystal display element equipped with them - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、垂直配向型液晶表示素子用の突起および/またはスペーサーを形成するための感放射線性樹脂組成物、それらから形成した垂直配向型液晶表示素子用の突起およびスペーサー、該突起および/または該スペーサーを備えた垂直配向型液晶表示素子、ならびに該突起および/または該スペーサーの形成方法に関する。 The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition for forming protrusions and / or spacers for vertical alignment type liquid crystal display elements, protrusions and spacers for vertical alignment type liquid crystal display elements formed therefrom, the protrusions and / or The present invention relates to a vertical alignment type liquid crystal display device provided with the spacer, and a method for forming the protrusion and / or the spacer.
液晶表示素子はフラットパネルディスプレイの中で最も広く使用されており、近年におけるパソコン、ワープロ等のOA機器や液晶テレビ等の普及に伴い、TFT(薄膜トランジスター)方式の液晶ディスプレイ(TFT−LCD)の表示品質に対する要求性能がますます厳しくなっている。TFT−LCDの中で現在最も利用されている方式はTN(Twisted Nematic)型LCDであり、この方式は、2枚の透明な電極を有する基板(以下、「透明電極基板」という。)の両外側に配向方向が90度異なる偏光膜をそれぞれ配置し、2枚の透明電極基板の内側に配向膜を配置するとともに、両配向膜間にネマチック型液晶を配置して、液晶の配向方向が一方の電極側から他方の電極側にかけて90度捩じれるようにしたものである。この状態で無偏光の光が入射すると、一方の偏光板を透過した直線偏光が液晶中を偏光方向がずれながら透過するため他方の偏光板を透過できて、明状態となる。次に、両電極に電圧を印加して液晶分子を直立させると、液晶に達した直線偏光がそのまま透過するため他方の偏光板を透過できず、暗状態となる。その後、再び電圧を印加しない状態にすると、明状態に戻ることになる。 Liquid crystal display elements are most widely used in flat panel displays. With the recent spread of OA equipment such as personal computers and word processors and liquid crystal televisions, TFT (thin film transistor) type liquid crystal displays (TFT-LCD) The required performance for display quality is becoming stricter. The most widely used method among TFT-LCDs is a TN (Twisted Nematic) type LCD, which is a substrate having two transparent electrodes (hereinafter referred to as “transparent electrode substrate”). A polarizing film having a different orientation direction by 90 degrees is disposed on the outside, an alignment film is disposed on the inner side of the two transparent electrode substrates, and a nematic liquid crystal is disposed between the two alignment films. This is twisted 90 degrees from one electrode side to the other electrode side. When non-polarized light is incident in this state, the linearly polarized light transmitted through one polarizing plate is transmitted through the liquid crystal while the polarization direction is shifted, so that it can be transmitted through the other polarizing plate, resulting in a bright state. Next, when a voltage is applied to both the electrodes to make the liquid crystal molecules stand upright, the linearly polarized light reaching the liquid crystal is transmitted as it is, so that it cannot be transmitted through the other polarizing plate, resulting in a dark state. Thereafter, when the voltage is not applied again, the light state is restored.
このようなTN型LCDは、近年における技術改良により、正面でのコントラストや色再現性などはブラウン管(CRT)と同等あるいはそれ以上となっている。しかしながら、TN型LCDには視野角が狭いという大きな問題がある。このような問題を解決するものとして、MVA(Multi−domain Vertically Aligned)型LCD(垂直配向型液晶ディスプレイ)が開発されている。このMVA型LCDは、非特許文献1および特許文献1に記載されているように、TN型LCDの旋光モードではなく、負の誘電率異方性を有するネガ型液晶と垂直方向の配向膜を組み合わせた複屈折モードを利用したものであり、電圧を印加していない状態でも、配向膜に近い位置にある液晶の配向方向がほぼ垂直に維持されるため、コントラスト、視野角などに優れ、また液晶を配向させるためのラビング処理を行なわなくてもよいなど製造工程の面でも優れている。 Such a TN-type LCD has the same or better contrast and color reproducibility in the front than the cathode ray tube (CRT) due to recent technological improvements. However, the TN type LCD has a big problem that the viewing angle is narrow. As a solution to such a problem, an MVA (Multi-domain Vertically Aligned) type LCD (vertical alignment type liquid crystal display) has been developed. As described in Non-Patent Document 1 and Patent Document 1, this MVA-type LCD has a negative-type liquid crystal having negative dielectric anisotropy and a vertical alignment film instead of the optical rotation mode of TN-type LCD. Combined birefringence mode is used, and even when no voltage is applied, the alignment direction of the liquid crystal located near the alignment film is maintained almost vertical, so it has excellent contrast, viewing angle, etc. It is also excellent in terms of the manufacturing process, such as not having to perform a rubbing treatment for aligning the liquid crystal.
MVA型LCDにおいては、1つの画素領域で液晶が複数の配向方向をとりうるようにするためのドメイン規制手段として、表示側の電極を1つの画素領域内にスリットを有するものとするとともに、光の入射側電極基板上の同一画素領域内に、電極のスリットとは異なる位置に斜面を有する突起(例えば、三角錐状、半凸レンズ形状等)を形成している。また一般に、従来の液晶ディスプレイでは、2枚の透明電極基板の隙間(セルギャップ)を一定に維持するために、樹脂やセラミック等の球形または棒状のスペーサーが使用されている。このスペーサーは2枚の透明電極基板を貼り合わせるときに、いずれか一方の基板の上に散布され、セルギャップをスペーサーの直径により決定している。
また、スペーサーの直径のバラツキに起因するセルギャップの不均一等の不具合発生を回避するために、特許文献2に、フォトレジストを用いて突起およびスペーサーを形成する方法が提案されており、この方法は微細加工が可能で形状の制御も容易であるといった利点を有する。しかし、特許文献2にはフォトレジストの組成が具体的には記載されておらず、形成された突起およびスペーサーの性能も明らかでない。
In the MVA type LCD, as a domain regulating means for allowing the liquid crystal to take a plurality of orientation directions in one pixel region, a display-side electrode has a slit in one pixel region, and light A projection (for example, a triangular pyramid shape, a semi-convex lens shape, etc.) having a slope at a position different from the slit of the electrode is formed in the same pixel region on the incident side electrode substrate. In general, in a conventional liquid crystal display, a spherical or rod-shaped spacer such as a resin or ceramic is used in order to maintain a constant gap (cell gap) between two transparent electrode substrates. When the two transparent electrode substrates are bonded to each other, the spacer is dispersed on one of the substrates, and the cell gap is determined by the spacer diameter.
Further, in order to avoid the occurrence of problems such as cell gap non-uniformity due to variation in spacer diameter,
垂直配向型液晶表示素子用の突起およびスペーサーの形成に用いられるフォトレジストに要求される性能としては、次のような項目を挙げることができる。即ち、突起およびスペーサーには、その断面形状が適切であることに加え、後の配向膜形成工程で使用される溶剤に対する耐性、配向膜形成工程で加えられる熱に対する耐性、透明性、解像度、残膜率等に高い性能が要求される。また、得られる垂直配向型液晶表示素子には配向性、電圧保持率等に優れていることも要求される。本出願人は既に、[A](a1)不飽和カルボン酸および/または不飽和カルボン酸無水物、(a2)エポキシ基含有不飽和化合物、並びに(a3)これら以外の不飽和化合物の共重合体、[B]不飽和重合性化合物、並びに[C]感放射線重合開始剤を含有する、突起およびスペーサーを同時に形成するための感放射線性樹脂組成物、それから形成した突起およびスペーサー、ならびに該突起およびスペーサーを具備する液晶表示素子を提案している(特許文献3参照。)。しかし、垂直配向型液晶表示素子の突起およびスペーサーの形成に有用な感放射線性樹脂組成物の開発は緒についたばかりであり、TFT−LCDの急速な普及およびますます厳しくなる要求性能に対応して、優れた性能を有する突起およびスペーサーを形成しうる新たな感放射線性樹脂組成物の開発は重要な技術課題となっている。 Examples of the performance required for the photoresist used for forming the protrusions and spacers for the vertical alignment type liquid crystal display element include the following items. In other words, the protrusions and spacers have appropriate cross-sectional shapes, resistance to solvents used in the subsequent alignment film forming process, resistance to heat applied in the alignment film forming process, transparency, resolution, and remaining. High performance is required for film ratio and the like. In addition, the obtained vertical alignment type liquid crystal display element is required to be excellent in orientation, voltage holding ratio, and the like. The present applicant has already [A] (a1) unsaturated carboxylic acid and / or unsaturated carboxylic acid anhydride, (a2) an epoxy group-containing unsaturated compound, and (a3) a copolymer of other unsaturated compounds. , [B] an unsaturated polymerizable compound, and [C] a radiation-sensitive polymerization initiator, a radiation-sensitive resin composition for simultaneously forming protrusions and spacers, protrusions and spacers formed therefrom, and the protrusions and A liquid crystal display element having a spacer has been proposed (see Patent Document 3). However, the development of radiation-sensitive resin compositions useful for the formation of protrusions and spacers in vertical alignment liquid crystal display elements has just begun, and in response to the rapid spread of TFT-LCD and increasingly demanding performance requirements. Development of a new radiation-sensitive resin composition capable of forming protrusions and spacers having excellent performance has become an important technical issue.
本発明は、以上の事情に鑑みなされたもので、その課題は、垂直配向型液晶表示素子用の突起および/またはスペーサーを形成するための感放射線性樹脂組成物、より具体的には、フォトレジストとして解像度および残膜率に優れ、かつパターン形状、耐熱性、耐溶剤性、透明性等に優れた突起およびスペーサーを形成でき、しかも配向性、電圧保持率等に優れた垂直配向型液晶表示素子をもたらしうる感放射線性樹脂組成物、並びに該感放射線性樹脂組成物を用いる垂直配向型液晶表示素子用の突起および/またはスペーサーの形成方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its problem is that a radiation-sensitive resin composition for forming protrusions and / or spacers for a vertical alignment type liquid crystal display element, more specifically, photo Vertical alignment liquid crystal display with excellent resolution and residual film ratio as resist, and can form protrusions and spacers with excellent pattern shape, heat resistance, solvent resistance, transparency, etc., and excellent alignment, voltage holding ratio, etc. An object of the present invention is to provide a radiation-sensitive resin composition capable of providing an element, and a method of forming protrusions and / or spacers for a vertical alignment type liquid crystal display element using the radiation-sensitive resin composition.
本発明によれば、本発明の上記目的および利点は第1に、
[A](a1)不飽和カルボン酸および/または不飽和カルボン酸無水物(以下、「化合物(a1)」ということがある。)、
(a2)エポキシ基含有不飽和化合物(以下、「化合物(a2)」ということがある。)、
(a3)テトラヒドロフラン骨格、フラン骨格、テトラヒドロピラン骨格、ピラン骨格、ラクトン骨格、繰り返し単位が2〜10のオキシエチレン骨格、および繰り返し単位が2〜10のオキシプロピレン骨格の郡から選ばれる少なくとも1つの基を含有する不飽和化合物(以下、「化合物(a3)」ということがある。)、ならびに
(a4)(a1)、(a2)および(a3)以外のオレフィン系不飽和化合物(以下、「化合物(a4)」ということがある。)の共重合体(以下、「共重合体[A]」ということがある。)、ならびに
[B]1,2−キノンジアジド化合物を含有することを特徴とする、垂直配向型液晶表示素子の突起とスペーサーを同時に形成するための感放射線性樹脂組成物によって達成される。
According to the present invention, the above objects and advantages of the present invention are firstly
[A] (a1) unsaturated carboxylic acid and / or unsaturated carboxylic acid anhydride (hereinafter sometimes referred to as “compound (a1)”),
(A2) an epoxy group-containing unsaturated compound (hereinafter sometimes referred to as “compound (a2)”),
(A3) At least one group selected from the group consisting of a tetrahydrofuran skeleton, a furan skeleton, a tetrahydropyran skeleton, a pyran skeleton, a lactone skeleton, an oxyethylene skeleton having 2 to 10 repeating units, and an oxypropylene skeleton having 2 to 10 repeating units And an olefinically unsaturated compound other than (a4), (a1), (a2) and (a3) (hereinafter referred to as “compound ( a4) ”(hereinafter referred to as“ copolymer [A] ”), and [B] a 1,2-quinonediazide compound. This is achieved by a radiation sensitive resin composition for simultaneously forming protrusions and spacers of a vertical alignment type liquid crystal display element.
本発明の目的および利点は第2に、
前記感放射線樹脂組成物から形成してなる垂直配向型液晶表示素子用の突起によって達成される。
Secondly, the objects and advantages of the present invention are:
This is achieved by a protrusion for a vertical alignment type liquid crystal display element formed from the radiation sensitive resin composition.
本発明の目的および利点は第3に、
前記感放射線樹脂組成物から形成してなる垂直配向型液晶表示素子用のスペーサーによって達成される。
Third, the objects and advantages of the present invention are:
This is achieved by a spacer for a vertical alignment type liquid crystal display element formed from the radiation sensitive resin composition.
本発明の目的および利点は第4に、
前記突起および/または前記スペーサーを具備する垂直配向型液晶表示素子によって達成される。
The objects and advantages of the present invention are fourth.
This is achieved by a vertical alignment type liquid crystal display device including the protrusion and / or the spacer.
本発明の目的および利点は第5に、
少なくとも以下の工程を含むことを特徴とする突起および/またはスペーサーの形成方法によって達成される。
(1)請求項1に記載の感放射線性組成物の塗膜を基板上に形成する工程。
(2)該塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程。
(3)現像工程。
(4)加熱工程。
The purpose and advantage of the present invention are fifthly.
This is achieved by a method for forming protrusions and / or spacers characterized by including at least the following steps.
(1) The process of forming the coating film of the radiation sensitive composition of Claim 1 on a board | substrate.
(2) A step of irradiating at least a part of the coating film with radiation.
(3) Development process.
(4) Heating process.
以下に、本発明における感放射線性樹脂組成物の各成分について詳細を説明する。
共重合体[A]
共重合体[A]は、化合物(a1)、(a2)、(a3)および(a4)を溶媒中、重合開始剤の存在下でラジカル重合することによって製造することができる。本発明で用いられる共重合体[A]は、化合物(a1)から誘導される構成単位を、化合物(a1)、(a2)、(a3)および(a4)から誘導される繰り返し単位の合計に基づいて、好ましくは5〜40重量%、特に好ましくは10〜30重量%含有している。この構成単位が5重量%未満である共重合体を使用すると、現像工程時にアルカリ水溶液に溶解しにくくなり、一方40重量%を超える共重合体はアルカリ水溶液に対する溶解性が大きくなりすぎる傾向にある。
Below, the detail of each component of the radiation sensitive resin composition in this invention is demonstrated.
Copolymer [A]
Copolymer [A] can be produced by radical polymerization of compounds (a1), (a2), (a3) and (a4) in a solvent in the presence of a polymerization initiator. In the copolymer [A] used in the present invention, the structural unit derived from the compound (a1) is added to the total of repeating units derived from the compounds (a1), (a2), (a3) and (a4). Based on this, the content is preferably 5 to 40% by weight, particularly preferably 10 to 30% by weight. When a copolymer having a constitutional unit of less than 5% by weight is used, it is difficult to dissolve in an alkaline aqueous solution during the development process, while a copolymer exceeding 40% by weight tends to be too soluble in an alkaline aqueous solution. .
化合物(a1)としては、例えばモノカルボン酸類、ジカルボン酸類、ジカルボン酸の無水物、多価カルボン酸のモノ〔(メタ)アクリロイロキシアルキル〕エステル類、両末端にカルボキシル基と水酸基とを有するポリマーのモノ(メタ)アクリレート類、カルボキシル基を有する多環式化合物類およびその無水物などを挙げることができる。
これらの具体例としては、例えばモノカルボン酸類としてアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸など;
ジカルボン酸類としてマレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸など;
ジカルボン酸の無水物として、上記ジカルボン酸類として例示した化合物の無水物など;
多価カルボン酸のモノ〔(メタ)アクリロイロキシアルキル〕エステル類としてコハク酸モノ〔2−(メタ)アクリロイロキシエチル〕、フタル酸モノ〔2−(メタ)アクリロイロキシエチル〕など;
両末端にカルボキシル基と水酸基とを有するポリマーのモノ(メタ)アクリレート類としてω−カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレートなど;
カルボキシル基を有する多環式化合物類およびその無水物として5−カルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジカルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−カルボキシ−5−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−カルボキシ−5−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−カルボキシ−6−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−カルボキシ−6−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジカルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン無水物などがそれぞれ挙げられる。
これらのうち、モノカルボン酸類、ジカルボン酸の無水物が好ましく使用され、特にアクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸が共重合反応性、アルカリ水溶液に対する溶解性および入手が容易である点から好ましく用いられる。これらは、単独であるいは組み合わせて用いられる。
Examples of the compound (a1) include monocarboxylic acids, dicarboxylic acids, dicarboxylic acid anhydrides, poly [carboxylic acid] mono [(meth) acryloyloxyalkyl] esters, and polymers having a carboxyl group and a hydroxyl group at both ends. And mono (meth) acrylates, polycyclic compounds having a carboxyl group, and anhydrides thereof.
Specific examples thereof include, for example, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid and the like as monocarboxylic acids;
Dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, mesaconic acid, itaconic acid;
As anhydrides of dicarboxylic acids, anhydrides of the compounds exemplified as the above dicarboxylic acids, etc .;
Mono [(meth) acryloyloxyalkyl] esters of polyvalent carboxylic acids such as succinic acid mono [2- (meth) acryloyloxyethyl], phthalic acid mono [2- (meth) acryloyloxyethyl], etc .;
As a mono (meth) acrylate of a polymer having a carboxyl group and a hydroxyl group at both ends, ω-carboxypolycaprolactone mono (meth) acrylate and the like;
Polycyclic compounds having a carboxyl group and anhydrides thereof such as 5-carboxybicyclo [2.2.1] hept-2-ene and 5,6-dicarboxybicyclo [2.2.1] hept-2-ene 5-carboxy-5-methylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-carboxy-5-ethylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-carboxy-6-methyl Bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-carboxy-6-ethylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5,6-dicarboxybicyclo [2.2.1] hept -2-ene anhydride and the like can be mentioned.
Of these, monocarboxylic acids and anhydrides of dicarboxylic acids are preferably used, and acrylic acid, methacrylic acid, and maleic anhydride are particularly preferably used from the viewpoints of copolymerization reactivity, solubility in alkaline aqueous solutions, and availability. . These may be used alone or in combination.
本発明で用いられる共重合体[A]は、化合物(a2)から誘導される構成単位を、化合物(a1)、(a2)、(a3)および(a4)から誘導される繰り返し単位の合計に基づいて、好ましくは10〜70重量%、特に好ましくは20〜60重量%含有している。この構成単位が10重量%未満の場合は得られる突起および/またはスペーサーの耐熱性や表面硬度が低下する傾向にあり、一方この構成単位の量が70重量%を超える場合は感放射線性樹脂組成物の保存安定性が低下する傾向にある。 In the copolymer [A] used in the present invention, the structural unit derived from the compound (a2) is added to the total number of repeating units derived from the compounds (a1), (a2), (a3) and (a4). Based on this, the content is preferably 10 to 70% by weight, particularly preferably 20 to 60% by weight. When this structural unit is less than 10% by weight, the heat resistance and surface hardness of the resulting protrusions and / or spacers tend to decrease, whereas when the amount of this structural unit exceeds 70% by weight, the radiation-sensitive resin composition The storage stability of the product tends to decrease.
化合物(a2)としては、例えばアクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、α−エチルアクリル酸グリシジル、α−n−プロピルアクリル酸グリシジル、α−n−ブチルアクリル酸グリシジル、アクリル酸−3,4−エポキシブチル、メタクリル酸−3,4−エポキシブチル、アクリル酸−6,7−エポキシヘプチル、メタクリル酸−6,7−エポキシヘプチル、α−エチルアクリル酸−6,7−エポキシヘプチル、o−ビニルベンジルグリシジルエーテル、m−ビニルベンジルグリシジルエーテル、p−ビニルベンジルグリシジルエーテルなどが挙げられる。これらのうち、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸−6,7−エポキシヘプチル、o−ビニルベンジルグリシジルエーテル、m−ビニルベンジルグリシジルエーテル、p−ビニルベンジルグリシジルエーテル、3,4−エポキシシクロへキシルメタクリレートなどが共重合反応性および得られる突起および/またはスペーサーの耐熱性、表面硬度を高める点から好ましく用いられる。これらは、単独であるいは組み合わせて用いられる。 Examples of the compound (a2) include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, glycidyl α-ethyl acrylate, glycidyl α-n-propyl acrylate, glycidyl α-n-butyl acrylate, 3,4-epoxybutyl acrylate. , Methacrylic acid-3,4-epoxybutyl, acrylic acid-6,7-epoxyheptyl, methacrylic acid-6,7-epoxyheptyl, α-ethylacrylic acid-6,7-epoxyheptyl, o-vinylbenzylglycidyl ether M-vinylbenzyl glycidyl ether, p-vinylbenzyl glycidyl ether, and the like. Among these, glycidyl methacrylate, methacrylic acid-6,7-epoxyheptyl, o-vinylbenzyl glycidyl ether, m-vinylbenzyl glycidyl ether, p-vinylbenzyl glycidyl ether, 3,4-epoxycyclohexyl methacrylate, etc. It is preferably used from the viewpoint of increasing the copolymerization reactivity, the heat resistance of the resulting protrusions and / or spacers, and the surface hardness. These may be used alone or in combination.
本発明で用いられる共重合体[A]は、化合物(a3)から誘導される構成単位を、化合物(a1)、(a2)、(a3)および(a4)から誘導される繰り返し単位の合計に基づいて、好ましくは5〜50重量%、特に好ましくは10〜40重量%含有している。この構成単位が5重量%未満の場合は、突起および/またはスペーサーの露光部の現像性が低下する傾向にあり、一方50重量%を超えると、突起および/またはスペーサーの形成における現像工程において、アルカリ水溶液に対する溶解性が大きくなりすぎる傾向にある。 In the copolymer [A] used in the present invention, the structural unit derived from the compound (a3) is added to the total number of repeating units derived from the compounds (a1), (a2), (a3) and (a4). Based on this, it is preferably 5 to 50% by weight, particularly preferably 10 to 40% by weight. When this structural unit is less than 5% by weight, the developability of the exposed portions of the protrusions and / or spacers tends to be lowered. On the other hand, when it exceeds 50% by weight, in the development step in forming the protrusions and / or spacers, There exists a tendency for the solubility with respect to aqueous alkali solution to become large too much.
化合物(a3)としては、例えば、
テトラヒドロフラン骨格としては、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、2−メタクリロイルオキシ−プロピオン酸テトラヒドロフルフリルエステル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフラン−3−イルエステルなど;
フラン骨格としては、2−メチル−5−(3−フリル)−1−ペンテン−3−オン、フルフリル(メタ)アクリレート、1−フラン−2−ブチル−3−エン−2−オン、1−フラン−2−ブチル−3−メトキシ−3−エン−2−オン、6−(2−フリル)−2−メチル−1−ヘキセン−3−オン、6−フラン−2−イル−ヘキシ−1−エン−3−オン、アクリル酸2−フラン−2−イル−1−メチル−エチルエステル、6−(2−フリル)−6−メチル−1−ヘプテン−3−オンなど;
テトラヒドロピラン骨格としては、(テトラヒドロピラン−2−イル)メチルメタクリレート、2,6−ジメチル−8−(テトラヒドロピラン−2−イルオキシ)−オクト−1−エン−3−オン、2−メタクリル酸テトラヒドロピラン−2−イルエステル、1−(テトラヒドロピラン−2−オキシ)−ブチル−3−エン−2−オンなど;
ピラン骨格としては、4−(1,4−ジオキサ−5−オキソ−6−ヘプテニル)−6−メチル−2−ピロン、4−(1,5−ジオキサ−6−オキソ−7−オクテニル)−6−メチル−2−ピロンなど;
ラクトン骨格としては、2−プロペン酸2−メチル−テトラヒドロ−2−オキソ−3−フラニルエステル、2−プロペン酸2−メチル−7−オキソ−6−オクサビシクロ[3.2.1]オクト−2−イルエステル、2−プロペン酸2−メチル−ヘキサヒドロ−2−オキソ−3,5−メタノ−2H−シクロペンタ[b]フラン−7−イルエステル、2−プロペン酸2−メチル−テトラヒドロ−2−オキソ−2H−ピラン−3−イルエステル、2−プロペン酸(テトラヒドロ−5−オキソ−2−フラニル)メチルエステル、2−プロペン酸ヘキサヒドロ−2−オキソ−2,6−メタノフロ[3,2−b]−6−イルエステル、2−プロペン酸2−メチル−2−(テトラヒドロ−5−オキソ−3−フラニル)エチルエステル、2−プロペン酸2−メチル−デカヒドロ−8−オキソ−5,9−メタノ−2H−フロ[3,4−g]−1−ベンゾピラン−2−イルエステル、2−プロペン酸2−メチル−2−[(ヘキサヒドロ−2−オキソ−3,5−メタノ−2H−シクロペンタ[b]フラン−6−イル)オキシ]エチルエステル、2−プロペン酸3−オキソ−3−[(テトラヒドロ−2−オキソ−3−フラニル)オキシ]プロピルエステル、2−プロペン酸2−メチル−2−オキシ−1−オクサスピロ[4.5]デク−8−イルエステルなど;
繰り返し単位が2〜10のオキシエチレン骨格としては、ポリエチレングリコール(n=2〜10)モノ(メタ)アクリレートなど;
繰り返し単位が2〜10のオキシプロピレン骨格としては、ポリプロピレングリコール(n=2〜10)モノ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
As the compound (a3), for example,
Examples of the tetrahydrofuran skeleton include tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, 2-methacryloyloxy-propionic acid tetrahydrofurfuryl ester, (meth) acrylic acid tetrahydrofuran-3-yl ester, and the like;
Examples of the furan skeleton include 2-methyl-5- (3-furyl) -1-penten-3-one, furfuryl (meth) acrylate, 1-furan-2-butyl-3-en-2-one, and 1-furan. 2-butyl-3-methoxy-3-en-2-one, 6- (2-furyl) -2-methyl-1-hexen-3-one, 6-furan-2-yl-hex-1-ene -3-one, 2-furan-2-yl-1-methyl-ethyl acrylate, 6- (2-furyl) -6-methyl-1-hepten-3-one, and the like;
Examples of the tetrahydropyran skeleton include (tetrahydropyran-2-yl) methyl methacrylate, 2,6-dimethyl-8- (tetrahydropyran-2-yloxy) -oct-1-en-3-one, and tetrahydropyran 2-methacrylate. 2-yl ester, 1- (tetrahydropyran-2-oxy) -butyl-3-en-2-one, and the like;
Examples of the pyran skeleton include 4- (1,4-dioxa-5-oxo-6-heptenyl) -6-methyl-2-pyrone and 4- (1,5-dioxa-6-oxo-7-octenyl) -6. -Methyl-2-pyrone and the like;
Examples of the lactone skeleton include 2-propenoic acid 2-methyl-tetrahydro-2-oxo-3-furanyl ester, 2-propenoic acid 2-methyl-7-oxo-6-oxabicyclo [3.2.1] oct-2- Yl ester, 2-propenoic acid 2-methyl-hexahydro-2-oxo-3,5-methano-2H-cyclopenta [b] furan-7-yl ester, 2-propenoic acid 2-methyl-tetrahydro-2-oxo- 2H-pyran-3-yl ester, 2-propenoic acid (tetrahydro-5-oxo-2-furanyl) methyl ester, 2-propenoic acid hexahydro-2-oxo-2,6-methanofuro [3,2-b]- 6-yl ester, 2-propenoic acid 2-methyl-2- (tetrahydro-5-oxo-3-furanyl) ethyl ester, 2-propenoic acid 2-methyl-de Hydro-8-oxo-5,9-methano-2H-furo [3,4-g] -1-benzopyran-2-yl ester, 2-propenoic acid 2-methyl-2-[(hexahydro-2-oxo- 3,5-methano-2H-cyclopenta [b] furan-6-yl) oxy] ethyl ester, 2-propenoic acid 3-oxo-3-[(tetrahydro-2-oxo-3-furanyl) oxy] propyl ester, 2-propenoic acid 2-methyl-2-oxy-1-oxaspiro [4.5] dec-8-yl ester and the like;
Examples of the oxyethylene skeleton having 2 to 10 repeating units include polyethylene glycol (n = 2 to 10) mono (meth) acrylate and the like;
Examples of the oxypropylene skeleton having 2 to 10 repeating units include polypropylene glycol (n = 2 to 10) mono (meth) acrylate.
本発明で用いられる共重合体[A]は、化合物(a4)から誘導される構成単位を、化合物(a1)、(a2)、(a3)および(a4)から誘導される繰り返し単位の合計に基づいて、好ましくは70重量%未満、特に好ましくは50重量%未満含有している。70重量%を超えると、突起および/またはスペーサーの形成における現像工程において、アルカリ水溶液に溶解しにくくなる場合がある。
化合物(a4)としては、例えば、メタクリル酸アルキルエステル類、メタクリル酸環状アルキルエステル類、メタクリル酸環状アルキルエステル類、水酸基を有するメタアクリル酸エステル類、アクリル酸環状アルキルエステル類、メタクリル酸アリールエステル類、アクリル酸アリールエステル類、不飽和ジカルボン酸ジエステル類、のビシクロ不飽和化合物類、マレイミド化合物類、不飽和芳香族化合物類、共役ジエン類、その他の不飽和化合物類を挙げることができる。
In the copolymer [A] used in the present invention, the structural unit derived from the compound (a4) is added to the total repeating units derived from the compounds (a1), (a2), (a3) and (a4). Based on this, the content is preferably less than 70% by weight, particularly preferably less than 50% by weight. If it exceeds 70% by weight, it may be difficult to dissolve in an alkaline aqueous solution in the development step in the formation of protrusions and / or spacers.
Examples of the compound (a4) include methacrylic acid alkyl esters, methacrylic acid cyclic alkyl esters, methacrylic acid cyclic alkyl esters, methacrylic acid esters having a hydroxyl group, acrylic acid cyclic alkyl esters, and methacrylic acid aryl esters. Acrylic acid aryl esters, unsaturated dicarboxylic acid diesters, bicyclounsaturated compounds, maleimide compounds, unsaturated aromatic compounds, conjugated dienes, and other unsaturated compounds.
これらの具体例としては例えば、メタクリル酸アルキルエステル類としてメチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、sec−ブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、n−ラウリルメタクリレート、トリデシルメタクリレート、n−ステアリルメタクリレートなど;
メタクリル酸環状アルキルエステル類としてメチルアクリレート、イソプロピルアクリレートなど;
メタクリル酸環状アルキルエステル類としてシクロヘキシルメタクリレート、2−メチルシクロヘキシルメタクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルオキシエチルメタクリレート、イソボロニルメタクリレートなど;
水酸基を有するメタアクリル酸エステル類としてヒドロキシメチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、ジエチレングリコールモノメタクリレート、2,3−ジヒドロキシプロピルメタクリレート、2−メタクリロキシエチルグリコサイド、4−ヒドロキシフェニルメタクリレートなど;
Specific examples thereof include, for example, methyl methacrylate, methyl methacrylate, n-butyl methacrylate, sec-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, isodecyl methacrylate, n-lauryl methacrylate, trimethyl methacrylate, and alkyl methacrylates. Decyl methacrylate, n-stearyl methacrylate, etc .;
Methacrylic acid cyclic alkyl esters such as methyl acrylate and isopropyl acrylate;
Cycloalkyl methacrylate, 2-methylcyclohexyl methacrylate, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane as cyclic alkyl esters of methacrylic acid -8-yloxyethyl methacrylate, isobornyl methacrylate, etc .;
Hydroxymethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, 2,3-dihydroxypropyl methacrylate, 2-methacryloxyethylglycoside as methacrylic acid esters having a hydroxyl group 4-hydroxyphenyl methacrylate, etc .;
アクリル酸環状アルキルエステル類としてシクロヘキシルアクリレート、2−メチルシクロヘキシルアクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルアクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルオキシエチルアクリレート、イソボロニルアクリレートなど;
メタクリル酸アリールエステル類としてフェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレートなど;
アクリル酸アリールエステル類としてフェニルアクリレート、ベンジルアクリレートなど;
不飽和ジカルボン酸ジエステル類としてマレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、イタコン酸ジエチルなど;
Cyclohexyl acrylate, 2-methylcyclohexyl acrylate, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl acrylate, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane as acrylic acid cyclic alkyl esters -8-yloxyethyl acrylate, isobornyl acrylate and the like;
Methacrylic acid aryl esters such as phenyl methacrylate and benzyl methacrylate;
Acrylic acid aryl esters such as phenyl acrylate and benzyl acrylate;
As unsaturated dicarboxylic acid diesters, diethyl maleate, diethyl fumarate, diethyl itaconate, etc .;
ビシクロ不飽和化合物類としてビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−メトキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−エトキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジメトキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジエトキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−t−ブトキシカルボニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−シクロヘキシルオキシカルボニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−フェノキシカルボニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジ(t−ブトキシカルボニル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジ(シクロヘキシルオキシカルボニル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−(2’−ヒドロキシエチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジヒドロキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジ(ヒドロキシメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジ(2’−ヒドロキシエチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−ヒドロキシ−5−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−ヒドロキシ−5−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−ヒドロキシメチル−5−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エンなど; Bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-methylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-ethylbicyclo [2.2.1] hept- as bicyclo unsaturated compounds 2-ene, 5-methoxybicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-ethoxybicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5,6-dimethoxybicyclo [2.2.1] ] Hept-2-ene, 5,6-diethoxybicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-t-butoxycarbonylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-cyclohexyl Oxycarbonylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-phenoxycarbonylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5,6-di (t-butoxycarbonyl) bicyclo [2.2 .1] hept-2-ene, 5,6-di (cyclohexylo Xylcarbonyl) bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5- (2′-hydroxyethyl) bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5,6-dihydroxybicyclo [2.2 .1] Hept-2-ene, 5,6-di (hydroxymethyl) bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5,6-di (2′-hydroxyethyl) bicyclo [2.2. 1] hept-2-ene, 5-hydroxy-5-methylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-hydroxy-5-ethylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-hydroxymethyl-5-methylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene and the like;
マレイミド化合物類としてフェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド、ベンジルマレイミド、N−スクシンイミジル−3−マレイミドベンゾエート、N−スクシンイミジル−4−マレイミドブチレート、N−スクシンイミジル−6−マレイミドカプロエート、N−スクシンイミジル−3−マレイミドプロピオネート、N−(9−アクリジニル)マレイミドなど;
不飽和芳香族化合物類としてスチレン、α−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−メトキシスチレンなど;
共役ジエン類として1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエンなど;
その他の不飽和化合物類としてアクリロニトリル、メタクリロニトリル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリルアミド、メタクリルアミド、酢酸ビニルをそれぞれ挙げることができる。
As maleimide compounds, phenylmaleimide, cyclohexylmaleimide, benzylmaleimide, N-succinimidyl-3-maleimidobenzoate, N-succinimidyl-4-maleimidobutyrate, N-succinimidyl-6-maleimidocaproate, N-succinimidyl-3-maleimide Propionate, N- (9-acridinyl) maleimide and the like;
As unsaturated aromatic compounds, styrene, α-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, vinyltoluene, p-methoxystyrene and the like;
1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene and the like as conjugated dienes;
Examples of other unsaturated compounds include acrylonitrile, methacrylonitrile, vinyl chloride, vinylidene chloride, acrylamide, methacrylamide, and vinyl acetate.
これらのうち、メタクリル酸アルキルエステル類、メタクリル酸環状アルキルエステル類、ビシクロ不飽和化合物類、不飽和芳香族化合物類、共役ジエン類が好ましく用いられ、特にスチレン、t−ブチルメタクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレート、p−メトキシスチレン、2−メチルシクロヘキシルアクリレート、1,3−ブタジエン、ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エンが共重合反応性およびアルカリ水溶液に対する溶解性の点から好ましい。これらは、単独であるいは組み合わせて用いられる。 Of these, methacrylic acid alkyl esters, methacrylic acid cyclic alkyl esters, bicyclounsaturated compounds, unsaturated aromatic compounds, and conjugated dienes are preferably used, and styrene, t-butyl methacrylate, tricyclo [5. 2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate, p-methoxystyrene, 2-methylcyclohexyl acrylate, 1,3-butadiene, bicyclo [2.2.1] hept-2-ene From the viewpoint of solubility and solubility in an aqueous alkali solution. These may be used alone or in combination.
本発明で用いられる共重合体[A]の好ましい具体例としては、例えば、メタクリル酸/スチレン/トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレート/メタクリル酸グリシジル/テトラヒドロフルフリルメタクリレート共重合体、メタクリル酸/トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレート/メタクリル酸グリシジル/p−ビニルベンジルグリシジルエーテル/テトラヒドロフルフリルメタクリレート共重合体、メタクリル酸/スチレン/トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレート/メタクリル酸グリシジル/ポリエチレングリコールモノメタクリレート共重合体、メタクリル酸/スチレン/トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレート/メタクリル酸グリシジル/ポリプロピレングリコールモノメタクリレート共重合体などが挙げられる。 Preferred examples of the copolymer [A] used in the present invention include, for example, methacrylic acid / styrene / tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate / glycidyl methacrylate / tetrahydro. Furfuryl methacrylate copolymer, methacrylic acid / tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate / glycidyl methacrylate / p-vinylbenzyl glycidyl ether / tetrahydrofurfuryl methacrylate copolymer, methacryl Acid / styrene / tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate / glycidyl methacrylate / polyethylene glycol monomethacrylate copolymer, methacrylic acid / styrene / tricyclo [5.2.1.0 2,6] decan-8-yl methacrylate / methacrylic Such as glycidyl / polypropylene glycol monomethacrylate copolymers.
本発明で用いられる共重合体[A]は、ポリスチレン換算重量平均分子量(以下、「Mw」という)が、通常、2×103〜1×105、好ましくは5×103〜5×104であることが望ましい。Mwが2×103未満であると、現像マージンが十分ではなくなる場合があり、得られる被膜の残膜率などが低下したり、また得られる突起および/またはスペーサーのパターン形状、耐熱性などに劣ることがあり、一方1×105を超えると、感度が低下したりパターン形状に劣ることがある。上記の共重合体[A]を含む感放射線性樹脂組成物は、現像する際に現像残りを生じることなく容易に所定パターン形状を形成することができる。 The copolymer [A] used in the present invention has a polystyrene-equivalent weight average molecular weight (hereinafter referred to as “Mw”), usually 2 × 10 3 to 1 × 10 5 , preferably 5 × 10 3 to 5 × 10. 4 is desirable. If the Mw is less than 2 × 10 3 , the development margin may not be sufficient, and the remaining film ratio of the resulting film may decrease, or the resulting protrusion and / or spacer pattern shape, heat resistance, etc. On the other hand, if it exceeds 1 × 10 5 , the sensitivity may be lowered or the pattern shape may be inferior. The radiation-sensitive resin composition containing the copolymer [A] can easily form a predetermined pattern shape without causing a development residue during development.
共重合体[A]の製造に用いられる溶媒としては、例えば、アルコール類、エーテル類、グリコールエーテル類、エチレングリコールアルキルエーテルアセテート類、ジエチレングリコール類、プロピレングリコールモノアルキルエーテル類、プロピレングリコールアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールアルキルエーテルプロピオネート類、芳香族炭化水素類、ケトン類、エステル類などを挙げることができる。
これらの具体例としては、例えばアルコールとしてメタノール、エタノール、ベンジルアルコール、2−フェニルエチルアルコール、3−フェニル−1−プロパノールなど;
エーテル類としてテトラヒドロフランなど;
グリコールエーテル類としてエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルなど;
エチレングリコールアルキルエーテルアセテート類としてメチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテートなど;
ジエチレングリコール類としてジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテルなど;
プロピレングリコールモノアルキルエーテル類としてプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテルなど;
Examples of the solvent used for the production of the copolymer [A] include alcohols, ethers, glycol ethers, ethylene glycol alkyl ether acetates, diethylene glycols, propylene glycol monoalkyl ethers, and propylene glycol alkyl ether acetates. , Propylene glycol alkyl ether propionates, aromatic hydrocarbons, ketones, esters and the like.
Specific examples thereof include, for example, methanol, ethanol, benzyl alcohol, 2-phenylethyl alcohol, 3-phenyl-1-propanol as alcohols;
Tetrahydrofuran as ethers;
Examples of glycol ethers include ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether;
Ethylene glycol alkyl ether acetates such as methyl cellosolve acetate and ethyl cellosolve acetate;
As diethylene glycols, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether and the like;
As propylene glycol monoalkyl ethers, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, etc .;
プロピレングリコールアルキルエーテルプロピオネート類としてプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールブチルエーテルアセテートなど;
プロピレングリコールアルキルエーテルアセテート類としてプロピレングリコールメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールエチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールプロピルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールブチルエーテルプロピオネートなど;
芳香族炭化水素類としてトルエン、キシレンなど;
ケトン類としてメチルエチルケトン、シクロヘキサノン、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノンなど;
As propylene glycol alkyl ether propionates, propylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol propyl ether acetate, propylene glycol butyl ether acetate, etc .;
As propylene glycol alkyl ether acetates, propylene glycol methyl ether propionate, propylene glycol ethyl ether propionate, propylene glycol propyl ether propionate, propylene glycol butyl ether propionate, etc .;
Aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene;
Examples of ketones include methyl ethyl ketone, cyclohexanone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone;
エステル類として酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、ヒドロキシ酢酸メチル、ヒドロキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチル、3−ヒドロキシプロピオン酸メチル、3−ヒドロキシプロピオン酸エチル、3−ヒドロキシプロピオン酸プロピル、3−ヒドロキシプロピオン酸ブチル、2−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチル、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸プロピル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸プロピル、エトキシ酢酸ブチル、プロポキシ酢酸メチル、プロポキシ酢酸エチル、プロポキシ酢酸プロピル、プロポキシ酢酸ブチル、ブトキシ酢酸メチル、ブトキシ酢酸エチル、ブトキシ酢酸プロピル、ブトキシ酢酸ブチル、2−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸プロピル、2−メトキシプロピオン酸ブチル、2−エトキシプロピオン酸メチル、2−エトキシプロピオン酸エチル、2−エトキシプロピオン酸プロピル、2−エトキシプロピオン酸ブチル、2−ブトキシプロピオン酸メチル、2−ブトキシプロピオン酸エチル、2−ブトキシプロピオン酸プロピル、2−ブトキシプロピオン酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸プロピル、3−メトキシプロピオン酸ブチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸プロピル、3−エトキシプロピオン酸ブチル、3−プロポキシプロピオン酸メチル、3−プロポキシプロピオン酸エチル、3−プロポキシプロピオン酸プロピル、3−プロポキシプロピオン酸ブチル、3−ブトキシプロピオン酸メチル、3−ブトキシプロピオン酸エチル、3−ブトキシプロピオン酸プロピル、3−ブトキシプロピオン酸ブチルなどのエステル類をそれぞれ挙げることができる。 Esters include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, ethyl 2-hydroxypropionate, methyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, methyl hydroxyacetate, hydroxyacetic acid Ethyl, butyl hydroxyacetate, methyl lactate, ethyl lactate, propyl lactate, butyl lactate, methyl 3-hydroxypropionate, ethyl 3-hydroxypropionate, propyl 3-hydroxypropionate, butyl 3-hydroxypropionate, 2-hydroxy- Methyl 3-methylbutanoate, methyl methoxyacetate, ethyl methoxyacetate, propyl methoxyacetate, butyl methoxyacetate, methyl ethoxy acetate, ethyl ethoxy acetate, propyl ethoxy acetate, butyl ethoxy acetate, propoxyacetic acid Chill, ethyl propoxyacetate, propyl propoxyacetate, butyl propoxyacetate, methyl butoxyacetate, ethyl butoxyacetate, propyl butoxyacetate, butylbutoxyacetate, methyl 2-methoxypropionate, ethyl 2-methoxypropionate, propyl 2-methoxypropionate Butyl 2-methoxypropionate, methyl 2-ethoxypropionate, ethyl 2-ethoxypropionate, propyl 2-ethoxypropionate, butyl 2-ethoxypropionate, methyl 2-butoxypropionate, ethyl 2-butoxypropionate, Propyl 2-butoxypropionate, butyl 2-butoxypropionate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, propyl 3-methoxypropionate, 3-methoxypropio Acid butyl, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, propyl 3-ethoxypropionate, butyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-propoxypropionate, ethyl 3-propoxypropionate, 3-propoxypropionic acid Examples thereof include esters such as propyl, butyl 3-propoxypropionate, methyl 3-butoxypropionate, ethyl 3-butoxypropionate, propyl 3-butoxypropionate, and butyl 3-butoxypropionate.
これらのうち、エチレングリコールアルキルエーテルアセテート類、ジエチレングリコール類、プロピレングリコールモノアルキルエーテル類、プロピレングリコールアルキルエーテルアセテート類が好ましく、特に、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートが好ましい。 Of these, ethylene glycol alkyl ether acetates, diethylene glycols, propylene glycol monoalkyl ethers, and propylene glycol alkyl ether acetates are preferred. Particularly, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, propylene glycol methyl ether, propylene glycol methyl ether acetate. Is preferred.
共重合体[A]の製造に用いられる重合開始剤としては、一般的にラジカル重合開始剤として知られているものが使用でき、例えば2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス−(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)などのアゾ化合物;ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、t−ブチルペルオキシピバレート、1,1’−ビス−(t−ブチルペルオキシ)シクロヘキサンなどの有機過酸化物;および過酸化水素が挙げられる。ラジカル重合開始剤として過酸化物を用いる場合には、過酸化物を還元剤とともに用いてレドックス型開始剤としてもよい。
共重合体[A]の製造においては、分子量を調整するために分子量調整剤を使用することができる。その具体例としては、クロロホルム、四臭化炭素等のハロゲン化炭化水素類;n−ヘキシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン、チオグリコール酸等のメルカプタン類;ジメチルキサントゲンスルフィド、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィド等のキサントゲン類;ターピノーレン、α−メチルスチレンダイマー等が挙げられる。
As the polymerization initiator used for the production of the copolymer [A], those generally known as radical polymerization initiators can be used. For example, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2 Azo compounds such as' -azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis- (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile); benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, t-butylperoxypi Organic peroxides such as valates, 1,1′-bis- (t-butylperoxy) cyclohexane; and hydrogen peroxide. When a peroxide is used as the radical polymerization initiator, the peroxide may be used together with a reducing agent to form a redox initiator.
In the production of the copolymer [A], a molecular weight modifier can be used to adjust the molecular weight. Specific examples thereof include halogenated hydrocarbons such as chloroform and carbon tetrabromide; mercaptans such as n-hexyl mercaptan, n-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, tert-dodecyl mercaptan and thioglycolic acid; dimethylxanthogen Xanthogens such as sulfide and diisopropylxanthogen disulfide; terpinolene, α-methylstyrene dimer and the like.
[B]成分
本発明で用いられる[B]成分は、放射線の照射によりカルボン酸を発生する1,2−キノンジアジド化合物であり、フェノール性化合物またはアルコール性化合物(以下、「母核」という。)と、1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドの縮合物を用いることができる。
上記母核としては、例えば、トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、ペンタヒドロキシベンゾフェノン、ヘキサヒドロキシベンゾフェノン、(ポリヒドロキシフェニル)アルカン、その他の母核を挙げることができる。
[B] Component The [B] component used in the present invention is a 1,2-quinonediazide compound that generates a carboxylic acid upon irradiation with radiation, and is a phenolic compound or an alcoholic compound (hereinafter referred to as “mother nucleus”). And a condensate of 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid halide can be used.
Examples of the mother nucleus include trihydroxybenzophenone, tetrahydroxybenzophenone, pentahydroxybenzophenone, hexahydroxybenzophenone, (polyhydroxyphenyl) alkane, and other mother nuclei.
これらの具体例としては、例えば、トリヒドロキシベンゾフェノンとして、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,4,6−トリヒドロキシベンゾフェノン等;
テトラヒドロキシベンゾフェノンとして、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,3’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,2’−テトラヒドロキシ−4’−メチルベンゾフェノン、2,3,4,4’−テトラヒドロキシ−3’−メトキシベンゾフェノン等;
ペンタヒドロキシベンゾフェノンとして、2,3,4,2’,6’−ペンタヒドロキシベンゾフェノン等;
ヘキサヒドロキシベンゾフェノンとして、2,4,6,3’,4’,5’−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン、3,4,5,3’,4’,5’−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン等;
Specific examples thereof include, for example, 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2,4,6-trihydroxybenzophenone and the like as trihydroxybenzophenone;
As tetrahydroxybenzophenone, 2,2 ′, 4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2,3,4,3′-tetrahydroxybenzophenone, 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2,3,4 2,2'-tetrahydroxy-4'-methylbenzophenone, 2,3,4,4'-tetrahydroxy-3'-methoxybenzophenone, etc .;
As pentahydroxybenzophenone, 2,3,4,2 ′, 6′-pentahydroxybenzophenone and the like;
As hexahydroxybenzophenone, 2,4,6,3 ′, 4 ′, 5′-hexahydroxybenzophenone, 3,4,5,3 ′, 4 ′, 5′-hexahydroxybenzophenone, etc .;
(ポリヒドロキシフェニル)アルカンとして、ビス(2,4−ジヒドロキシフェニル)メタン、ビス(p−ヒドロキシフェニル)メタン、トリ(p−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,1−トリ(p−ヒドロキシフェニル)エタン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)プロパン、1,1,3−トリス(2,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−3−フェニルプロパン、4,4’−〔1−〔4−〔1−〔4−ヒドロキシフェニル〕−1−メチルエチル〕フェニル〕エチリデン〕ビスフェノール、ビス(2,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、3,3,3’,3’−テトラメチル−1,1’−スピロビインデン−5,6,7,5’,6’,7’−ヘキサノール、2,2,4−トリメチル−7,2’,4’−トリヒドロキシフラバン等; As (polyhydroxyphenyl) alkane, bis (2,4-dihydroxyphenyl) methane, bis (p-hydroxyphenyl) methane, tri (p-hydroxyphenyl) methane, 1,1,1-tri (p-hydroxyphenyl) Ethane, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) methane, 2,2-bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) propane, 1,1,3-tris (2,5-dimethyl-4- Hydroxyphenyl) -3-phenylpropane, 4,4 '-[1- [4- [1- [4-hydroxyphenyl] -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol, bis (2,5-dimethyl-4 -Hydroxyphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, 3,3,3 ', 3'-tetramethyl-1,1'-spirobiindene-5 , 7,5 ', 6', 7'-hexanol, 2,2,4-trimethyl -7,2 ', 4'-trihydroxy flavan like;
その他の母核として、2−メチル−2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−4−(4−ヒドロキシフェニル)−7−ヒドロキシクロマン、2−[ビス{(5−イソプロピル−4−ヒドロキシ−2−メチル)フェニル}メチル]、1−[1−(3−{1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル}−4,6−ジヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]−3−(1−(3−{1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル}−4,6−ジヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル)ベンゼン、4,6−ビス{1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル}−1,3−ジヒドロキシベンゼンが挙げられる。
また、上記例示した母核のエステル結合をアミド結合に変更した1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸アミド類、例えば2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸アミド等も好適に使用される。
As other mother nucleus, 2-methyl-2- (2,4-dihydroxyphenyl) -4- (4-hydroxyphenyl) -7-hydroxychroman, 2- [bis {(5-isopropyl-4-hydroxy-2) -Methyl) phenyl} methyl], 1- [1- (3- {1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl} -4,6-dihydroxyphenyl) -1-methylethyl] -3- (1 -(3- {1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl} -4,6-dihydroxyphenyl) -1-methylethyl) benzene, 4,6-bis {1- (4-hydroxyphenyl)- 1-methylethyl} -1,3-dihydroxybenzene.
Further, 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid amides in which the ester bond of the mother nucleus exemplified above is changed to an amide bond, for example, 2,3,4-trihydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinone diazide-4-sulfonic acid amide Etc. are also preferably used.
これらの母核のうち、2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、4,4’−〔1−〔4−〔1−〔4−ヒドロキシフェニル〕−1−メチルエチル〕フェニル〕エチリデン〕ビスフェノールが好ましい。
また、1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドとしては、1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリドが好ましく、その具体例としては1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸クロリドおよび1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロリドを挙げることができ、このうち、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロリドを使用することが好ましい。
Among these mother nuclei, 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 4,4 ′-[1- [4- [1- [4-hydroxyphenyl] -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] Bisphenol is preferred.
The 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid halide is preferably 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid chloride. Specific examples thereof include 1,2-naphthoquinone diazide-4-sulfonic acid chloride and 1,2-naphthoquinone diazide. -5-sulfonic acid chloride can be mentioned, and among these, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride is preferably used.
縮合反応に使用する母核と1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドの使用量は、母核1モルに対して1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドを好ましくは1.0〜4.0モル、さらに好ましくは1.5〜3.0モルである。
縮合反応は公知の方法によって実施することができる。
これらの[B]成分は単独でまたは2種類以上を組み合わせて用いることができる。
The use amount of the mother nucleus and 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid halide used for the condensation reaction is preferably 1.0 to 4.0 mol of 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid halide with respect to 1 mol of the mother nucleus. More preferably, it is 1.5-3.0 mol.
The condensation reaction can be carried out by a known method.
These [B] components can be used alone or in combination of two or more.
[B]成分の使用割合は、共重合体[A]100重量部に対して、好ましくは5〜100重量部、より好ましくは10〜50重量部である。この割合が5重量部未満の場合には、現像液となるアルカリ水溶液に対する放射線の照射部分と未照射部分との溶解度の差が小さく、パターニングが困難となる場合があり、また得られる突起および/またはスペーサーの耐熱性および耐溶剤性が不十分となる場合がある。一方、この割合が100重量部を超える場合には、放射線照射部分において前記アルカリ水溶液への溶解度が不十分となり、現像することが困難となる場合がある。 [B] The usage-amount of a component becomes like this. Preferably it is 5-100 weight part with respect to 100 weight part of copolymers [A], More preferably, it is 10-50 weight part. When this ratio is less than 5 parts by weight, the difference in solubility between the irradiated portion and the unirradiated portion in the alkaline aqueous solution that is the developer is small, and patterning may be difficult. Alternatively, the heat resistance and solvent resistance of the spacer may be insufficient. On the other hand, when this ratio exceeds 100 parts by weight, the solubility in the alkaline aqueous solution may be insufficient in the radiation irradiated portion, and development may be difficult.
その他の成分
本発明の感放射線性樹脂組成物は、上記の共重合体[A]および[B]成分を必須成分として含有するが、その他必要に応じて[C]感熱性酸生成化合物、[D]少なくとも1個のエチレン性不飽和二重結合を有する重合性化合物、[E]共重合体[A]以外のエポキシ樹脂、[F]密着助剤、[G]界面活性剤、あるいは[H]架橋剤を含有させることができる。
上記[C]感熱性酸生成化合物は、耐熱性や硬度を向上させるために用いることができる。その具体例としては、スルホニウム塩、ベンゾチアゾニウム塩、アンモニウム塩、ホスホニウム塩などのオニウム塩が用いられる。
上記スルホニウム塩の具体例としては、アルキルスルホニウム塩、ベンジルスルホニウム塩、ジベンジルスルホニウム塩、置換ベンジルスルホニウム塩などを挙げることができる。
これらの具体例としては、例えば、アルキルスルホニウム塩として4−アセトフェニルジメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−アセトキシフェニルジメチルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、ジメチル−4−(ベンジルオキシカルボニルオキシ)フェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジメチル−4−(ベンゾイルオキシ)フェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジメチル−4−(ベンゾイルオキシ)フェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、ジメチル−3−クロロ−4−アセトキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートなど;
ベンジルスルホニウム塩としてベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、4−アセトキシフェニルベンジルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンジル−4−メトキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンジル−2−メチル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンジル−3−クロロ−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、4−メトキシベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロホスフェートなど;
Other Components The radiation-sensitive resin composition of the present invention contains the above-mentioned copolymer [A] and [B] components as essential components, but [C] a thermosensitive acid-generating compound, [ D] a polymerizable compound having at least one ethylenically unsaturated double bond, [E] an epoxy resin other than the copolymer [A], [F] an adhesion assistant, [G] a surfactant, or [H A cross-linking agent can be included.
[C] The heat-sensitive acid generating compound can be used to improve heat resistance and hardness. Specific examples thereof include onium salts such as sulfonium salts, benzothiazonium salts, ammonium salts, and phosphonium salts.
Specific examples of the sulfonium salt include alkylsulfonium salts, benzylsulfonium salts, dibenzylsulfonium salts, substituted benzylsulfonium salts and the like.
Specific examples thereof include, for example, 4-acetophenyldimethylsulfonium hexafluoroantimonate, 4-acetoxyphenyldimethylsulfonium hexafluoroarsenate, dimethyl-4- (benzyloxycarbonyloxy) phenylsulfonium hexafluoroantimony as alkylsulfonium salts. Dimethyl-4- (benzoyloxy) phenylsulfonium hexafluoroantimonate, dimethyl-4- (benzoyloxy) phenylsulfonium hexafluoroarsenate, dimethyl-3-chloro-4-acetoxyphenylsulfonium hexafluoroantimonate, etc .;
Benzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, benzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluorophosphate, 4-acetoxyphenylbenzylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, benzyl-4-methoxyphenylmethylsulfonium hexanium as benzylsulfonium salts Fluoroantimonate, benzyl-2-methyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, benzyl-3-chloro-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroarsenate, 4-methoxybenzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexa Fluorophosphate, etc .;
ジベンジルスルホニウム塩としてジベンジル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジベンジル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、4−アセトキシフェニルジベンジルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジベンジル−4−メトキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジベンジル−3−クロロ−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、ジベンジル−3−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンジル−4−メトキシベンジル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェートなど;
置換ベンジルスルホニウム塩としてp−クロロベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、p−ニトロベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、p−クロロベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、p−ニトロベンジル−3−メチル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、3,5−ジクロロベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、o−クロロベンジル−3−クロロ−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートなどをそれぞれ挙げることができる。
Dibenzyl-4-hydroxyphenylsulfonium hexafluoroantimonate, dibenzyl-4-hydroxyphenylsulfonium hexafluoroantimonate, 4-acetoxyphenyldibenzylsulfonium hexafluoroantimonate, dibenzyl-4-methoxyphenylsulfonium hexafluoroantimonate as dibenzylsulfonium salts Dibenzyl-3-chloro-4-hydroxyphenylsulfonium hexafluoroarsenate, dibenzyl-3-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenylsulfonium hexafluoroantimonate, benzyl-4-methoxybenzyl-4-hydroxy Phenylsulfonium hexafluorophosphate, etc .;
P-Chlorobenzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, p-nitrobenzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, p-chlorobenzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoro as substituted benzylsulfonium salts Phosphate, p-nitrobenzyl-3-methyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, 3,5-dichlorobenzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, o-chlorobenzyl-3-chloro-4 -Hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate etc. can be mentioned, respectively.
上記ベンゾチアゾニウム塩の具体例としては3−ベンジルベンゾチアゾニウムヘキサフルオロアンチモネート、3−ベンジルベンゾチアゾニウムヘキサフルオロホスフェート、3−ベンジルベンゾチアゾニウムテトラフルオロボレート、3−(p−メトキシベンジル)ベンゾチアゾニウムヘキサフルオロアンチモネート、3−ベンジル−2−メチルチオベンゾチアゾニウムヘキサフルオロアンチモネート、3−ベンジル−5−クロロベンゾチアゾニウムヘキサフルオロアンチモネートなどのベンジルベンゾチアゾニウム塩が挙げられる。
これらのうち、スルホニウム塩およびベンゾチアゾニウム塩が好ましく用いられ、特に4−アセトキシフェニルジメチルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、ベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−アセトキシフェニルベンジルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジベンジル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−アセトキシフェニルベンジルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、3−ベンジルベンゾチアゾリウムヘキサフルオロアンチモネートが好ましく用いられる。
これらの市販品としては、サンエイドSI−L85、同SI−L110、同SI−L145、同SI−L150、同SI−L160(三新化学工業(株)製)などが挙げられる。
[C]成分の使用割合は、共重合体[A]100重量部に対して、好ましくは20重量部以下、より好ましくは5重量部以下である。この使用量が20重量部を超える場合には、塗膜形成工程において析出物が析出し、塗膜形成に支障をきたす場合がある。
Specific examples of the benzothiazonium salt include 3-benzylbenzothiazonium hexafluoroantimonate, 3-benzylbenzothiazonium hexafluorophosphate, 3-benzylbenzothiazonium tetrafluoroborate, 3- (p- Benzylbenzothiazonium such as methoxybenzyl) benzothiazonium hexafluoroantimonate, 3-benzyl-2-methylthiobenzothiazonium hexafluoroantimonate, 3-benzyl-5-chlorobenzothiazonium hexafluoroantimonate Salt.
Of these, sulfonium salts and benzothiazonium salts are preferably used, particularly 4-acetoxyphenyldimethylsulfonium hexafluoroarsenate, benzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, 4-acetoxyphenylbenzylmethylsulfonium hexanium. Fluoroantimonate, dibenzyl-4-hydroxyphenylsulfonium hexafluoroantimonate, 4-acetoxyphenylbenzylsulfonium hexafluoroantimonate, and 3-benzylbenzothiazolium hexafluoroantimonate are preferably used.
Examples of these commercially available products include Sun-Aid SI-L85, SI-L110, SI-L145, SI-L150, SI-L160 (manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.).
The proportion of component [C] used is preferably 20 parts by weight or less, more preferably 5 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of copolymer [A]. When the amount used exceeds 20 parts by weight, precipitates may be deposited in the coating film forming step, which may hinder the coating film formation.
上記[D]少なくとも1個のエチレン性不飽和二重結合を有する重合性化合物(以下、「D成分」ということがある。)としては、例えば単官能(メタ)アクリレート、2官能(メタ)アクリレートまたは3官能以上の(メタ)アクリレートを好適に挙げることができる。
上記単官能(メタ)アクリレートとしては、例えば2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、カルビトール(メタ)アクリレート、イソボロニル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチル−2−ヒドロキシプロピルフタレートなどが挙げられる。これらの市販品としては、例えばアロニックスM−101、同M−111、同M−114(以上、東亞合成(株)製)、KAYARAD TC−110S、同TC−120S(以上、日本化薬(株)製)、ビスコート158、同2311(以上、大阪有機化学工業(株)製)等が挙げられる。
Examples of the polymerizable compound [D] having at least one ethylenically unsaturated double bond (hereinafter sometimes referred to as “component D”) include monofunctional (meth) acrylate and bifunctional (meth) acrylate. Alternatively, trifunctional or higher functional (meth) acrylates can be preferably exemplified.
Examples of the monofunctional (meth) acrylate include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, carbitol (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, 3-methoxybutyl (meth) acrylate, and 2- (meth) acryloyloxyethyl. And 2-hydroxypropyl phthalate. As these commercial products, for example, Aronix M-101, M-111, M-114 (above, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), KAYARAD TC-110S, TC-120S (above, Nippon Kayaku Co., Ltd.) ) Co., Ltd.), Biscoat 158, 2311 (above, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.).
上記2官能(メタ)アクリレートとしては、例えばエチレングリコール(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレート、ビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレートなどが挙げられる。これらの市販品としては、例えばアロニックスM−210、同M−240、同M−6200(以上、東亞合成(株)製)、KAYARAD HDDA、同HX−220、同R−604(以上、日本化薬(株)製)、ビスコート260、同312、同335HP(以上、大阪有機化学工業(株)製)などが挙げられる。 Examples of the bifunctional (meth) acrylate include ethylene glycol (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, Examples include tetraethylene glycol di (meth) acrylate, bisphenoxyethanol full orange acrylate, and bisphenoxyethanol full orange acrylate. As these commercial products, for example, Aronix M-210, M-240, M-6200 (above, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), KAYARAD HDDA, HX-220, R-604 (above, Nippon Kayaku) Medicine Co., Ltd.), Viscoat 260, 312 and 335HP (above, Osaka Organic Chemical Industries, Ltd.).
上記3官能以上の(メタ)アクリレートとしては、例えばトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリ((メタ)アクリロイロキシエチル)フォスフェート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどが挙げられ、その市販品としては、例えばアロニックスM−309、同M−400、同M−405、同M−450、同M−7100、同M−8030、同M−8060(以上、東亞合成(株)製)、KAYARAD TMPTA、同DPHA、同DPCA−20、同DPCA−30、同DPCA−60、同DPCA−120(以上、日本化薬(株)製)、ビスコート295、同300、同360、同GPT、同3PA、同400(以上、大阪有機化学工業(株)製)などが挙げられる。 Examples of the trifunctional or higher functional (meth) acrylate include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, tri ((meth) acryloyloxyethyl) phosphate, and pentaerythritol tetra (meth) acrylate. , Dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate and the like, and as commercially available products thereof, for example, Aronix M-309, M-400, M-405, M-450, M-7100, M-8030, M-8060 (above, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), KAYARAD TMPTA, DPHA, DPCA-20, DPCA-30, DPCA-60, DPCA-120 (Nippon Kayaku Co., Ltd.), screw Over DOO 295, the 300, the 360, the GPT, said 3PA, the 400 (manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Ltd.) and the like.
これらのうち、3官能以上の(メタ)アクリレートが好ましく用いられ、そのうちでもトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートが特に好ましい。
これらの単官能、2官能または3官能以上の(メタ)アクリレートは、単独であるいは組み合わせて用いられる。[D]成分の使用割合は、共重合体[A]100重量部に対して、好ましくは50重量部以下、より好ましくは30重量部以下である。
このような割合で[D]成分を含有させることにより、本発明の感放射線性樹脂組成物から得られる突起および/またはスペーサーの耐熱性および表面硬度等を向上させることができる。この使用量が50重量部を超えると、基板上に感放射線性樹脂組成物の塗膜を形成する工程において膜荒れが生じることがある。
Of these, a tri- or higher functional (meth) acrylate is preferably used, and among them, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate are particularly preferable.
These monofunctional, bifunctional, or trifunctional or higher (meth) acrylates are used alone or in combination. The proportion of the component [D] used is preferably 50 parts by weight or less, more preferably 30 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the copolymer [A].
By including the component [D] at such a ratio, the heat resistance and surface hardness of the protrusions and / or spacers obtained from the radiation-sensitive resin composition of the present invention can be improved. If the amount used exceeds 50 parts by weight, film roughening may occur in the step of forming a coating film of the radiation-sensitive resin composition on the substrate.
上記[E]共重合体[A]以外のエポキシ樹脂(以下、「E成分」ということがある。)としては、相溶性に影響がないかぎり限定されるものではないが、好ましくはビスフェノールA型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、グリシジルメタアクリレートを(共)重合した樹脂等を挙げることができる。これらのうち、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂等が好ましい。
[E]成分の使用割合は、共重合体[A]100重量部に対して、好ましくは30重量部以下である。このような割合で[E]成分が含有されることにより、本発明の感放射線性樹脂組成物から得られる突起および/またはスペーサーの耐熱性および表面硬度等をさらに向上させることができる。この割合が30重量部を超えると、基板上に感放射線性樹脂組成物の塗膜を形成する際、塗膜の膜厚均一性が不十分となる場合がある。
なお、共重合体[A]も「エポキシ樹脂」といい得るが、アルカリ可溶性を有する点で[E]成分とは異なる。
The epoxy resin other than the above [E] copolymer [A] (hereinafter sometimes referred to as “E component”) is not limited as long as the compatibility is not affected, but is preferably a bisphenol A type. Epoxy resins, phenol novolac type epoxy resins, cresol novolac type epoxy resins, cycloaliphatic epoxy resins, glycidyl ester type epoxy resins, glycidyl amine type epoxy resins, heterocyclic epoxy resins, resins obtained by (co) polymerization of glycidyl methacrylate, etc. Can be mentioned. Of these, bisphenol A type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, glycidyl ester type epoxy resin and the like are preferable.
[E] The usage-amount of a component becomes like this. Preferably it is 30 weight part or less with respect to 100 weight part of copolymers [A]. By containing the component [E] at such a ratio, the heat resistance and surface hardness of the protrusions and / or spacers obtained from the radiation-sensitive resin composition of the present invention can be further improved. When this ratio exceeds 30 parts by weight, the film thickness uniformity of the coating film may be insufficient when a coating film of the radiation sensitive resin composition is formed on the substrate.
The copolymer [A] can also be referred to as an “epoxy resin”, but differs from the component [E] in that it has alkali solubility.
本発明の感放射線性樹脂組成物には、さらに塗布性を向上するため上記[F]界面活性剤を使用することができる。ここで使用できる[F]界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤およびノニオン系界面活性剤を好適に用いることができる。
フッ素系界面活性剤の具体例としては、1,1,2,2−テトラフロロオクチル(1,1,2,2−テトラフロロプロピル)エーテル、1,1,2,2−テトラフロロオクチルヘキシルエーテル、オクタエチレングリコールジ(1,1,2,2−テトラフロロブチル)エーテル、ヘキサエチレングリコール(1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロペンチル)エーテル、オクタプロピレングリコールジ(1,1,2,2−テトラフロロブチル)エーテル、ヘキサプロピレングリコールジ(1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロペンチル)エーテル、パーフロロドデシルスルホン酸ナトリウム、1,1,2,2,8,8,9,9,10,10−デカフロロドデカン、1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロデカン等の他、フルオロアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム類;フルオロアルキルオキシエチレンエーテル類;フルオロアルキルアンモニウムヨージド類、フルオロアルキルポリオキシエチレンエーテル類、パーフルオロアルキルポリオキシエタノール類;パーフルオロアルキルアルコキシレート類;フッ素系アルキルエステル類等を挙げることができる。これらの市販品としては、BM−1000、BM−1100(以上、BM Chemie社製)、メガファックF142D、同F172、同F173、同F183、同F178、同F191、同F471(以上、大日本インキ化学工業(株)製)、フロラードFC−170C、FC−171、FC−430、FC−431(以上、住友スリーエム(株)製)、サーフロンS−112、同S−113、同S−131、同S−141、同S−145、同S−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106(旭硝子(株)製)、エフトップEF301、同303、同352(新秋田化成(株)製)、SH−28PA、SH−190、SH−193、SZ−6032、SF−8428、DC−57、DC−190(東レシリコーン(株)製)などが挙げられる。
In the radiation sensitive resin composition of the present invention, the above-mentioned [F] surfactant can be used in order to further improve the coating property. As the [F] surfactant that can be used here, fluorine-based surfactants, silicone-based surfactants, and nonionic surfactants can be suitably used.
Specific examples of the fluorosurfactant include 1,1,2,2-tetrafluorooctyl (1,1,2,2-tetrafluoropropyl) ether, 1,1,2,2-tetrafluorooctylhexyl ether. , Octaethylene glycol di (1,1,2,2-tetrafluorobutyl) ether, hexaethylene glycol (1,1,2,2,3,3-hexafluoropentyl) ether, octapropylene glycol di (1,1 , 2,2-tetrafluorobutyl) ether, hexapropylene glycol di (1,1,2,2,3,3-hexafluoropentyl) ether, sodium perfluorododecyl sulfonate, 1,1,2,2,8 , 8,9,9,10,10-decafluorododecane, 1,1,2,2,3,3-hexafluorodecane, etc. Sodium sulfonates; fluoroalkyloxyethylene ethers; fluoroalkylammonium iodides, fluoroalkylpolyoxyethylene ethers, perfluoroalkylpolyoxyethanols; perfluoroalkylalkoxylates; fluorinated alkyl esters be able to. These commercial products include BM-1000, BM-1100 (manufactured by BM Chemie), MegaFuck F142D, F172, F173, F183, F178, F191, F191 (and above, Dainippon Ink). Chemical Industries, Ltd.), Fluorad FC-170C, FC-171, FC-430, FC-431 (above, manufactured by Sumitomo 3M), Surflon S-112, S-113, S-131, S-141, S-145, S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) ), F-top EF301, 303, 352 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), SH-28PA, SH-190, SH-193, SZ-6032, SF-8428, D -57, DC-190 (manufactured by Toray Silicone Co., Ltd.), and the like.
上記シリコーン系界面活性剤としては、例えばトーレシリコーンDC3PA、同DC7PA、同SH11PA、同SH21PA、同SH28PA、同SH29PA、同SH30PA、同FS−1265−300(以上、東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製)、TSF−4440、TSF−4300、TSF−4445、TSF−4446、TSF−4460、TSF−4452(以上、GE東芝シリコーン(株)製)等の商品名で市販されているものを挙げることができる。 Examples of the silicone surfactant include Toray Silicone DC3PA, DC7PA, SH11PA, SH21PA, SH28PA, SH29PA, SH30PA, SH30PA, FS-1265-300 (above, Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.) ), TSF-4440, TSF-4300, TSF-4445, TSF-4446, TSF-4460, TSF-4442 (above, manufactured by GE Toshiba Silicone Co., Ltd.) and the like. Can do.
上記ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル類;ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルなどのポリオキシエチレンアリールエーテル類;ポリオキシエチレンジラウレート、ポリオキシエチレンジステアレートなどのポリオキシエチレンジアルキルエステル類など;(メタ)アクリル酸系共重合体ポリフローNo.57、95(共栄社化学(株)製)などを使用することができる。
これらの界面活性剤は単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
これらの[F]界面活性剤は、共重合体[A]100重量部に対して、好ましくは5重量部以下、より好ましくは2重量部以下で用いられる。[F]界面活性剤の使用量が5重量部を超えると、基板上に塗膜を形成する際、塗膜の膜あれが生じやすくなることがある。
Examples of the nonionic surfactant include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, and polyoxyethylene oleyl ether; polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether Polyoxyethylene aryl ethers such as polyoxyethylene dilaurate, polyoxyethylene dialkyl esters such as polyoxyethylene distearate, etc .; (meth) acrylic acid copolymer polyflow Nos. 57 and 95 (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) ))) Can be used.
These surfactants can be used alone or in combination of two or more.
These [F] surfactants are preferably used in an amount of 5 parts by weight or less, more preferably 2 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the copolymer [A]. [F] When the amount of the surfactant used exceeds 5 parts by weight, the coating film may be easily formed when the coating film is formed on the substrate.
本発明の感放射線性樹脂組成物においてでは、また、基板との接着性を向上させるために[G]接着助剤を使用することもできる。このような[G]接着助剤としては、官能性シランカップリング剤が好ましく使用され、例えばカルボキシル基、メタクリロイル基、イソシアネート基、エポキシ基などの反応性置換基を有するシランカップリング剤が挙げられる。具体的にはトリメトキシシリル安息香酸、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランなどが挙げられる。このような[G]接着助剤は、共重合体[A]100重量部に対して、好ましくは20重量部以下、より好ましくは10重量部以下の量で用いられる。接着助剤の量が20重量部を超える場合は、現像工程において現像残りが生じやすくなる場合がある。 In the radiation sensitive resin composition of the present invention, [G] an adhesion assistant can also be used in order to improve the adhesion to the substrate. As such [G] adhesion assistant, a functional silane coupling agent is preferably used, and examples thereof include a silane coupling agent having a reactive substituent such as a carboxyl group, a methacryloyl group, an isocyanate group, and an epoxy group. . Specifically, trimethoxysilylbenzoic acid, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, vinyltrimethoxysilane, γ-isocyanatopropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and the like. Such [G] adhesion assistant is preferably used in an amount of 20 parts by weight or less, more preferably 10 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the copolymer [A]. In the case where the amount of the adhesion assistant exceeds 20 parts by weight, there may be a case where a development residue is likely to occur in the development process.
上記[H]架橋剤は、[A]成分である特定のアルカリ可溶性樹脂の分子間に架橋構造を形成するものである。このような架橋剤としては、尿素とホルムアルデヒドとの縮合生成物(以下、「尿素−ホルムアルデヒド縮合生成物」ともいう。)、メラミンとホルムアルデヒドとの縮合生成物(以下、「メラミン−ホルムアルデヒド縮合生成物」ともいう。)、これらの縮合生成物とアルコール類とから得られるメチロール尿素アルキルエーテル類およびメチロールメラミンアルキルエーテル類などを用いることができる。
前記尿素−ホルムアルデヒド縮合生成物の具体例としては、モノメチロール尿素、ジメチロール尿素などが挙げられる。
前記メラミン−ホルムアルデヒド縮合生成物の具体例としては、ヘキサメチロールメラミンが挙げられるが、この他に、メラミンとホルムアルデヒドとが部分的に縮合した生成物を用いることもできる。
前記メチロール尿素アルキルエーテル類は、尿素−ホルムアルデヒド縮合生成物におけるメチロール基の一部または全部にアルコール類を反応させて得られるものであり、その具体例としては、モノメチロール尿素メチルエーテル、ジメチロール尿素メチルエーテルなどが挙げられる。
前記メチロールメラミンアルキルエーテル類は、メラミン−ホルムアルデヒド縮合生成物におけるヒドロキシメチル基の一部または全部に、メチルアルコール、n−ブチルアルコールなどのアルコール類を反応させて得られるものであり、その具体例としては、ヘキサメチロールメラミンヘキサメチルエーテル、ヘキサメチロールメラミンヘキサn−ブチルエーテル、メラミンのアミノ基の水素原子がヒドロキシメチル基およびメトキシメチル基で置換された構造を有する化合物、メラミンのアミノ基の水素原子がブトキシメチル基およびメトキシメチル基で置換された構造を有する化合物などが挙げられる。
これらの中では、メチロールメラミンアルキルエーテル類を用いることが好ましく、このようなメチロールメラミンアルキルエーテル類の市販品としては、三井サイテック株式会社製の「サイメル300」、「サイメル370」、「サイメル232」、「マイコート505」などが挙げられる。
[H]成分の使用割合は、[A]成分100重量部に対して好ましくは50重量部以下、より好ましくは30重量部以下である。
この割合が50重量部を超える場合には、現像処理において、塗膜における放射線の未照射部分の厚みが著しく減少し、また、得られる塗膜の透明性が低下することがある。
The [H] cross-linking agent forms a cross-linked structure between molecules of the specific alkali-soluble resin that is the [A] component. Examples of such crosslinking agents include condensation products of urea and formaldehyde (hereinafter also referred to as “urea-formaldehyde condensation products”), condensation products of melamine and formaldehyde (hereinafter referred to as “melamine-formaldehyde condensation products”). Also, methylol urea alkyl ethers and methylol melamine alkyl ethers obtained from these condensation products and alcohols can be used.
Specific examples of the urea-formaldehyde condensation product include monomethylol urea and dimethylol urea.
Specific examples of the melamine-formaldehyde condensation product include hexamethylol melamine. In addition to this, a product in which melamine and formaldehyde are partially condensed may be used.
The methylol urea alkyl ethers are obtained by reacting alcohols with some or all of the methylol groups in the urea-formaldehyde condensation product. Specific examples thereof include monomethylol urea methyl ether and dimethylol urea methyl. Examples include ether.
The methylol melamine alkyl ethers are obtained by reacting alcohols such as methyl alcohol and n-butyl alcohol with some or all of hydroxymethyl groups in the melamine-formaldehyde condensation product. Hexamethylol melamine hexamethyl ether, hexamethylol melamine hexa n-butyl ether, a compound having a structure in which the hydrogen atom of the amino group of melamine is substituted with a hydroxymethyl group and a methoxymethyl group, and the hydrogen atom of the amino group of melamine is butoxy Examples thereof include compounds having a structure substituted with a methyl group and a methoxymethyl group.
Among these, methylol melamine alkyl ethers are preferably used, and as commercially available products of such methylol melamine alkyl ethers, “Cymel 300”, “Cymel 370”, “Cymel 232” manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd. , “My Coat 505” and the like.
The proportion of component [H] used is preferably 50 parts by weight or less, more preferably 30 parts by weight or less, relative to 100 parts by weight of component [A].
When this ratio exceeds 50 parts by weight, the thickness of the unirradiated portion of the coating film in the development process may be significantly reduced, and the transparency of the resulting coating film may be reduced.
感放射線性樹脂組成物
本発明の感放射線性樹脂組成物は、上記の共重合体[A]および[B]成分ならびに上記の如き任意的に添加するその他の成分を均一に混合することによって調製される。通常、本発明の感放射線性樹脂組成物は、適当な溶媒に溶解されて溶液状態で用いられる。例えば共重合体[A]および[B]成分ならびに任意的に添加されるその他の成分を、所定の割合で混合することにより、溶液状態の感放射線性樹脂組成物を調製することができる。
本発明の感放射線性樹脂組成物の調製に用いられる溶媒としては、共重合体[A]および[B]成分ならびに任意的に配合されるその他の成分の各成分を均一に溶解し、各成分と反応しないものが用いられる。
Radiation-sensitive resin composition The radiation-sensitive resin composition of the present invention is prepared by uniformly mixing the above-mentioned copolymer [A] and [B] components and other components optionally added as described above. Is done. Usually, the radiation sensitive resin composition of the present invention is dissolved in a suitable solvent and used in a solution state. For example, the radiation sensitive resin composition in a solution state can be prepared by mixing the copolymer [A] and [B] components and other optionally added components in a predetermined ratio.
As a solvent used for the preparation of the radiation sensitive resin composition of the present invention, each component of the copolymer [A] and [B] components and other components optionally blended is uniformly dissolved, and each component Those that do not react with.
このような溶媒としては、上述した共重合体[A]を製造するために使用できる溶媒として例示したものと同様のものを挙げることができる。
このような溶媒のうち、各成分の溶解性、各成分との反応性、塗膜形成のしやすさ等の点から、グリコールエーテル類、エチレングリコールアルキルエーテルアセテート類、エステル類およびジエチレングリコール類が好ましく用いられる。これらのうち、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プルピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルが特に好ましく使用できる。
As such a solvent, the thing similar to what was illustrated as a solvent which can be used in order to manufacture copolymer [A] mentioned above can be mentioned.
Of these solvents, glycol ethers, ethylene glycol alkyl ether acetates, esters and diethylene glycols are preferred from the viewpoints of solubility of each component, reactivity with each component, ease of film formation, and the like. Used. Of these, diethylene glycol ethyl methyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl methoxypropionate, and ethyl ethoxypropionate can be particularly preferably used.
本発明の感放射線性樹脂組成物を溶液状態として調製する場合、溶液中に占める溶媒以外の成分(すなわち共重合体[A]および[B]成分ならびに任意的に添加されるその他の成分の合計量)の割合は、使用目的や所望の膜厚の値等に応じて任意に設定することができるが、通常5〜50重量%、好ましくは10〜40重量%、さらに好ましくは15〜35重量%である。
このようにして調製された組成物溶液は、孔径0.2μm程度のミリポアフィルタなどを用いて濾過した後、使用に供することもできる。
When the radiation-sensitive resin composition of the present invention is prepared in a solution state, components other than the solvent in the solution (that is, the total of the copolymer [A] and [B] components and other components optionally added) The ratio of (amount) can be arbitrarily set depending on the purpose of use, the value of the desired film thickness, etc., but is usually 5 to 50% by weight, preferably 10 to 40% by weight, more preferably 15 to 35% by weight. %.
The composition solution thus prepared can be used after being filtered using a Millipore filter having a pore size of about 0.2 μm.
突起および/またはスペーサーの形成
次に本発明の感放射線性樹脂組成物を用いて、本発明の突起および/またはスペーサーを形成する方法について述べる。本発明の突起および/またはスペーサーの形成方法は、少なくとも以下の工程を含むものである。
(1)本発明の感放射線性組成物の塗膜を基板上に形成する工程。
(2)該塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程。
(3)現像工程。
(4)加熱工程。
Formation of protrusions and / or spacers Next, a method for forming the protrusions and / or spacers of the present invention using the radiation-sensitive resin composition of the present invention will be described. The method for forming protrusions and / or spacers of the present invention includes at least the following steps.
(1) The process of forming the coating film of the radiation sensitive composition of this invention on a board | substrate.
(2) A step of irradiating at least a part of the coating film with radiation.
(3) Development process.
(4) Heating process.
(1)本発明の感放射線性組成物の塗膜を基板上に形成する工程
上記(1)の工程においては、本発明の組成物溶液を基板表面に塗布し、プレベークを行うことにより溶剤を除去して感放射線性樹脂組成物の塗膜を形成する。
本発明に使用できる基板の種類としては、ガラス基板、シリコンウエハーおよびこれらの表面に各種金属が形成された基板を挙げることができる。
組成物溶液の塗布方法としては、特に限定されず、例えばスプレー法、ロールコート法、回転塗布法(スピンコート法)、スリットダイ塗布法、バー塗布法、インクジェット法等の適宜の方法を採用することができ、特にスピンコート法、スリットダイ塗布法が好ましい。プレベークの条件としては、各成分の種類、使用割合等によっても異なる。例えば、60〜110℃で30秒間〜15分間程度とすることができる。
(1) Step of forming a coating film of the radiation-sensitive composition of the present invention on a substrate In the step of (1) above, the solvent is removed by applying the composition solution of the present invention to the substrate surface and performing pre-baking. The coating of the radiation sensitive resin composition is formed by removing.
Examples of the substrate that can be used in the present invention include a glass substrate, a silicon wafer, and a substrate on which various metals are formed.
The method of applying the composition solution is not particularly limited, and an appropriate method such as a spray method, a roll coating method, a spin coating method (spin coating method), a slit die coating method, a bar coating method, an ink jet method, or the like is employed. In particular, spin coating and slit die coating are preferred. Prebaking conditions vary depending on the type of each component, the proportion of use, and the like. For example, it can be set at 60 to 110 ° C. for about 30 seconds to 15 minutes.
(2)該塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程
上記(2)の工程においては、形成された塗膜に所定のパターンを有するマスクを介して、放射線を照射した後、現像液を用いて現像処理して放射線の照射部分を除去することによりパターニングを行う。このとき用いられる放射線としては、例えば紫外線、遠紫外線、X線、荷電粒子線等が挙げられる。
上記紫外線としては例えばg線(波長436nm)、i線(波長365nm)等が挙げられる。遠紫外線としては例えばKrFエキシマレーザー等が挙げられる。X線としては例えばシンクロトロン放射線等が挙げられる。荷電粒子線として例えば電子線等を挙げることができる。
これらのうち、紫外線が好ましく、特にg線および/またはi線を含む放射線が好ましいものとして挙げられる。
露光する際に用いるパターンマスクおよび露光操作としては、(イ)突起部分とスペーサー部分の両パターンを有する1種類のフォトマスクを用いて、1回露光する方法(マスクする部分が小さい箇所ほど漏れ光の影響が無視できなくなり、ベーク時のメルトフローと相まって、高さの差が形成されることになる)、(ロ)突起部分のみを有するフォトマスクとスペーサー部分のみを有するフォトマスクの2種類を用いて、2回露光する方法の何れでもよい。また、(イ)の方法に使用するパターンマスクとして、突起部分とスペーサー部分とで異なる透過率を有するものを使用することも可能である。但し、本発明においては、場合により、基板に突起とスペーサーの何れか一方のみを形成してもよく、この場合は、(ハ)突起部分のみを有するフォトマスクとスペーサー部分のみを有するフォトマスクの何れかを用いて、1回露光する方法が採用される。またこの場合、垂直配向型液晶表示素子に必要な残りの突起あるいはスペーサーは、従来公知の方法により形成されることになる。
(2) Step of irradiating at least a part of the coating film In the step (2), the developer is irradiated with radiation through a mask having a predetermined pattern on the formed coating film. The patterning is performed by removing the irradiated portion using the development process. Examples of the radiation used at this time include ultraviolet rays, far ultraviolet rays, X-rays, and charged particle beams.
Examples of the ultraviolet rays include g-line (wavelength 436 nm), i-line (wavelength 365 nm), and the like. Examples of the far ultraviolet rays include KrF excimer laser. Examples of X-rays include synchrotron radiation. Examples of the charged particle beam include an electron beam.
Among these, ultraviolet rays are preferable, and radiation including g-line and / or i-line is particularly preferable.
As a pattern mask used for exposure and an exposure operation, (a) a method of performing exposure once using one type of photomask having both patterns of a protruding portion and a spacer portion (the smaller the portion to be masked, the more light leaks) (B) A difference in height is formed in combination with the melt flow during baking.) (B) A photomask having only a protruding portion and a photomask having only a spacer portion. Any of the methods of using and exposing twice may be used. In addition, as the pattern mask used in the method (A), it is possible to use a mask having different transmittances between the protruding portion and the spacer portion. However, in the present invention, depending on circumstances, only one of the protrusion and the spacer may be formed on the substrate. In this case, (c) a photomask having only the protrusion and a photomask having only the spacer. A method of performing exposure once using either one is employed. In this case, the remaining protrusions or spacers necessary for the vertical alignment type liquid crystal display element are formed by a conventionally known method.
(3)現像工程
現像処理に用いられる現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジエチルアミノエタノール、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ〔5,4,0〕−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ〔4,3,0〕−5−ノナン等のアルカリ類の水溶液を用いることができる。また、上記のアルカリ類の水溶液にメタノール、エタノール等の水溶性有機溶媒や界面活性剤を適当量添加した水溶液、または本発明の組成物を溶解する各種有機溶媒を現像液として使用することができる。さらに、現像方法としては、液盛り法、ディッピング法、揺動浸漬法、シャワー法等の適宜の方法を利用することができる。このときの現像時間は、組成物の組成によって異なるが、通常30〜180秒間で行われる。
(3) Development process Developers used in the development process include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, diethylaminoethanol, di- n-propylamine, triethylamine, methyldiethylamine, dimethylethanolamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, pyrrole, piperidine, 1,8-diazabicyclo [5,4,0] -7-undecene, An aqueous solution of an alkali such as 1,5-diazabicyclo [4,3,0] -5-nonane can be used. Further, an aqueous solution obtained by adding an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol or a surfactant to the alkaline aqueous solution described above, or various organic solvents that dissolve the composition of the present invention can be used as a developing solution. . Furthermore, as a developing method, an appropriate method such as a liquid piling method, a dipping method, a rocking dipping method, a shower method, or the like can be used. The development time at this time is usually 30 to 180 seconds, although it varies depending on the composition of the composition.
(4)加熱工程
上記のように実施した(3)現像工程後に、パターニングされた薄膜に対して、好ましくは例えば流水洗浄によるリンス処理を行い、さらに、好ましくは高圧水銀灯などによる放射線を全面に照射(後露光)することにより、当該薄膜中に残存する1,2−キノンジアジト化合物の分解処理を行った後、この薄膜を、ホットプレート、オーブン等の加熱装置により加熱処理(ポストベーク処理)することにより、当該薄膜の硬化処理を行う。上記後露光工程における露光量は、好ましくは2,000〜5,000J/m2程度である。また、この硬化処理における焼成温度は、例えば120〜250℃である。加熱時間は、加熱機器の種類により異なるが、例えばホットプレート上で加熱処理を行う場合には5〜30分間、オーブン中で加熱処理を行う場合には30〜90分間とすることができる。この際に、2回以上の加熱工程を行うステップベーク法等を用いることもできる。
このようにして、目的とする突起および/またはスペーサーに対応する、パターン状薄膜を基板の表面上に形成することができる。
(4) Heating step (3) Performed as described above (3) After the development step, the patterned thin film is preferably rinsed, for example, by washing with running water, and more preferably irradiated with radiation from a high-pressure mercury lamp or the like. (After post-exposure), the 1,2-quinonediadito compound remaining in the thin film is decomposed, and then the thin film is heated (post-baked) with a heating device such as a hot plate or an oven. Then, the thin film is cured. The exposure amount in the post-exposure step is preferably about 2,000 to 5,000 J / m 2 . Moreover, the baking temperature in this hardening process is 120-250 degreeC, for example. Although heating time changes with kinds of heating apparatus, for example, when performing heat processing on a hotplate, it can be set to 30 to 90 minutes when performing heat processing in oven, for example. At this time, a step baking method or the like in which a heating process is performed twice or more can be used.
In this way, a patterned thin film corresponding to the target protrusion and / or spacer can be formed on the surface of the substrate.
このようにして形成された突起の高さは、通常、0.1〜3.0μm、好ましくは0.5〜2.0μm、特に好ましくは1.0〜1.5μmであり、またスペーサーの高さは、通常、1〜10μm、好ましくは2〜8μm、特に好ましくは3〜5μmである。 The height of the protrusions thus formed is usually 0.1 to 3.0 μm, preferably 0.5 to 2.0 μm, particularly preferably 1.0 to 1.5 μm, and the height of the spacer The thickness is usually 1 to 10 μm, preferably 2 to 8 μm, particularly preferably 3 to 5 μm.
このような本発明の垂直配向型液晶表示素子用の突起および/またはスペーサーの形成方法によると、微細加工が可能で、また形状およびサイズ(高さや底部寸法)の制御も容易であり、パターン形状、耐熱性、耐溶剤性、透明性等に優れた微細な突起およびスペーサーを安定して生産性よく形成することができ、かつ配向性、電圧保持率等に優れた垂直配向型液晶表示素子をもたらすことが出来る。 According to the method for forming protrusions and / or spacers for the vertical alignment type liquid crystal display element of the present invention, fine processing is possible, and the shape and size (height and bottom dimensions) can be easily controlled, and the pattern shape A vertical alignment type liquid crystal display element capable of stably forming fine protrusions and spacers excellent in heat resistance, solvent resistance, transparency, etc. with good productivity and excellent in orientation, voltage holding ratio, etc. Can bring.
本発明の垂直配向型液晶表示素子用の突起および/またはスペーサーを形成するための感放射線性樹脂組成物は、解像度および残膜率が優れ、かつパターン形状、耐熱性、耐溶剤性、透明性等に優れた突起および/またはスペーサーを形成することができ、しかも配向性、電圧保持率等に優れた垂直配向型液晶表示素子をもたらすことができる。また、本発明の垂直配向型液晶表示素子用の突起および/またはスペーサーの形成方法は、微細加工が可能で、また形状およびサイズ(高さや底部寸法等)の制御も容易であり、パターン形状、耐熱性、耐溶剤性、透明性等に優れた微細な突起およびスペーサーを安定して生産性よく形成することができ、かつ配向性、電圧保持率等に優れた垂直配向型液晶表示素子をもたらすことができる。 The radiation-sensitive resin composition for forming protrusions and / or spacers for the vertical alignment type liquid crystal display element of the present invention has excellent resolution and residual film ratio, and has a pattern shape, heat resistance, solvent resistance, and transparency. Thus, it is possible to form a vertical alignment type liquid crystal display element having excellent alignment and voltage holding ratio. In addition, the method for forming the protrusions and / or spacers for the vertical alignment type liquid crystal display element of the present invention can be finely processed, and the shape and size (height, bottom dimension, etc.) can be easily controlled. Fine projections and spacers excellent in heat resistance, solvent resistance, transparency, etc. can be stably formed with good productivity, and a vertical alignment type liquid crystal display element excellent in orientation, voltage holding ratio, etc. is provided. be able to.
以下に合成例、実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
共重合体[A]の合成例
合成例1
冷却管、攪拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)10重量部、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル250重量部を仕込んだ。引き続きスチレン5重量部、メタクリル酸14重量部、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレート11重量部、テトラヒドロフルフリルメタクリレート25重量部、メタクリル酸グリシジル45重量部、およびα−メチルスチレンダイマー5重量部を仕込み窒素置換した後、ゆるやかに撹拌を始めた。溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を4時間保持し共重合体[A−1]を含む重合体溶液を得た。
共重合体[A−1]のポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)は8,000であった。また、ここで得られた重合体溶液の固形分濃度は、29.8重量%であった。
The present invention will be described more specifically with reference to synthesis examples and examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
Synthesis example of copolymer [A] Synthesis example 1
A flask equipped with a condenser and a stirrer was charged with 10 parts by weight of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 250 parts by weight of diethylene glycol ethyl methyl ether. Subsequently, 5 parts by weight of styrene, 14 parts by weight of methacrylic acid, 11 parts by weight of tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate, 25 parts by weight of tetrahydrofurfuryl methacrylate, 45 parts by weight of glycidyl methacrylate, And after 5 parts by weight of α-methylstyrene dimer was charged and purged with nitrogen, stirring was started gently. The temperature of the solution was raised to 70 ° C., and this temperature was maintained for 4 hours to obtain a polymer solution containing the copolymer [A-1].
The polystyrene equivalent weight average molecular weight (Mw) of the copolymer [A-1] was 8,000. The solid content concentration of the polymer solution obtained here was 29.8% by weight.
合成例2
冷却管、攪拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)7重量部、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル200重量部を仕込んだ。引き続きメタクリル酸18重量部、スチレン6重量部、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレート11重量部、メタクリル酸グリシジル30重量部、p−ビニルベンジルグリシジルエーテル15重量部、テトラヒドロフルフリルメタクリレート20重量部、およびα−メチルスチレンダイマー3重量部を仕込み窒素置換した後、ゆるやかに撹拌を始めた。溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を5時間保持し共重合体[A−2]を含む重合体溶液を得た。
共重合体[A−2]のポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)は11,000であった。また、ここで得られた重合体溶液の固形分濃度は、31.5重量%であった。
Synthesis example 2
A flask equipped with a condenser and a stirrer was charged with 7 parts by weight of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 200 parts by weight of diethylene glycol ethyl methyl ether. Subsequently, 18 parts by weight of methacrylic acid, 6 parts by weight of styrene, 11 parts by weight of tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate, 30 parts by weight of glycidyl methacrylate, 15 parts by weight of p-vinylbenzylglycidyl ether. Parts, 20 parts by weight of tetrahydrofurfuryl methacrylate, and 3 parts by weight of α-methylstyrene dimer were charged and purged with nitrogen, and then gently stirring was started. The temperature of the solution was raised to 70 ° C., and this temperature was maintained for 5 hours to obtain a polymer solution containing the copolymer [A-2].
The polystyrene equivalent weight average molecular weight (Mw) of the copolymer [A-2] was 11,000. The solid content concentration of the polymer solution obtained here was 31.5% by weight.
合成例3
冷却管、攪拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)6重量部およびジエチレングリコールエチルメチルエーテル200重量部を仕込んだ。引き続きメタクリル酸16重量部、メタクリル酸グリシジル18重量部、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレート6重量部、p−ビニルベンジルグリシジルエーテル30重量部、ポリエチレングリコール(n=2)モノメタクリレート30重量部およびα−メチルスチレンダイマー3重量部を仕込み窒素置換した後、ゆるやかに撹拌を始めた。溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を4.5時間保持し共重合体[A−3]を含む重合体溶液を得た。
共重合体[A−3]のポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)は13,000であった。また、ここで得られた重合体溶液の固形分濃度は32.7重量%であった。
Synthesis example 3
A flask equipped with a condenser and a stirrer was charged with 6 parts by weight of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 200 parts by weight of diethylene glycol ethyl methyl ether. Subsequently, 16 parts by weight of methacrylic acid, 18 parts by weight of glycidyl methacrylate, 6 parts by weight of tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate, 30 parts by weight of p-vinylbenzylglycidyl ether, polyethylene glycol ( n = 2) After 30 parts by weight of monomethacrylate and 3 parts by weight of α-methylstyrene dimer were charged and purged with nitrogen, stirring was started gently. The temperature of the solution was raised to 70 ° C., and this temperature was maintained for 4.5 hours to obtain a polymer solution containing the copolymer [A-3].
The polystyrene equivalent weight average molecular weight (Mw) of the copolymer [A-3] was 13,000. Moreover, the solid content concentration of the polymer solution obtained here was 32.7% by weight.
合成例4
冷却管、攪拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)8.5重量部およびジエチレングリコールエチルメチルエーテル220重量部を仕込んだ。引き続きメタクリル酸20重量部、メタクリル酸グリシジル45重量部、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレート15重量部、ポリエチレングリコール(n=3)モノメタクリレート20重量部およびα−メチルスチレンダイマー3重量部を仕込み窒素置換した後、ゆるやかに撹拌を始めた。溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を4.5時間保持し共重合体[A−4]を含む重合体溶液を得た。
共重合体[A−4]のポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)は8,000であった。また、ここで得られた重合体溶液の固形分濃度は31.5重量%であった。
Synthesis example 4
A flask equipped with a condenser and a stirrer was charged with 8.5 parts by weight of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 220 parts by weight of diethylene glycol ethyl methyl ether. Subsequently, 20 parts by weight of methacrylic acid, 45 parts by weight of glycidyl methacrylate, 15 parts by weight of tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate, 20 parts by weight of polyethylene glycol (n = 3) monomethacrylate and After 3 parts by weight of α-methylstyrene dimer was charged and purged with nitrogen, stirring was started gently. The temperature of the solution was raised to 70 ° C., and this temperature was maintained for 4.5 hours to obtain a polymer solution containing the copolymer [A-4].
The copolymer [A-4] had a polystyrene equivalent weight average molecular weight (Mw) of 8,000. Further, the solid content concentration of the polymer solution obtained here was 31.5% by weight.
合成例5
冷却管、攪拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)7重量部およびジエチレングリコールエチルメチルエーテル220重量部を仕込んだ。引き続きメタクリル酸15重量部、メタクリル酸グリシジル50重量部、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレート15重量部、2−プロペン酸2−メチル−テトラヒドロ−2−オキソ−3−フラニルエステル20重量部およびα−メチルスチレンダイマー3重量部を仕込み窒素置換した後、ゆるやかに撹拌を始めた。溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を5時間保持し共重合体[A−5]を含む重合体溶液を得た。
共重合体[A−5]のポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)は9,000であった。また、ここで得られた重合体溶液の固形分濃度は31.7重量%であった。
Synthesis example 5
A flask equipped with a condenser and a stirrer was charged with 7 parts by weight of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 220 parts by weight of diethylene glycol ethyl methyl ether. Subsequently, 15 parts by weight of methacrylic acid, 50 parts by weight of glycidyl methacrylate, 15 parts by weight of tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate, 2-methyl-tetrahydro-2-oxo 2-propenoate After adding 20 parts by weight of -3-furanyl ester and 3 parts by weight of α-methylstyrene dimer and replacing with nitrogen, stirring was started gently. The temperature of the solution was raised to 70 ° C., and this temperature was maintained for 5 hours to obtain a polymer solution containing the copolymer [A-5].
The polystyrene equivalent weight average molecular weight (Mw) of the copolymer [A-5] was 9,000. The polymer solution obtained here had a solid content concentration of 31.7% by weight.
実施例1
[感放射線性樹脂組成物の調製]
上記合成例1で合成した[A]成分として重合体[A−1]を含有する溶液を、重合体[A−1]100重量部(固形分)に相当する量、および成分[B]として4,4’―[1−[4−[1−[4−ヒドロキシフェニル]―1―メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール(1.0モル)と1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロリド(2.0モル)の縮合物(B−1)30重量部とを混合し、固形分濃度が30重量%となるようにジエチレングリコールエチルメチルエーテルに溶解させた後、口径0.2μmのメンブランフィルタで濾過して、感放射線性樹脂組成物の溶液(S−1)を調製した。
Example 1
[Preparation of radiation-sensitive resin composition]
The solution containing the polymer [A-1] as the [A] component synthesized in Synthesis Example 1 above, as the amount corresponding to 100 parts by weight (solid content) of the polymer [A-1], and the component [B] 4,4 ′-[1- [4- [1- [4-Hydroxyphenyl] -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol (1.0 mol) and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride (2.0 mol) of a condensate (B-1) (30 parts by weight) was mixed and dissolved in diethylene glycol ethyl methyl ether so that the solid content concentration was 30% by weight, and then a membrane filter having a diameter of 0.2 μm. The solution (S-1) of the radiation sensitive resin composition was prepared by filtration.
実施例2〜10
実施例1において、[A]成分および[B]成分として、表1に記載のとおりの種類、量を使用した他は、実施例1と同様にして実施し、感放射線性樹脂組成物の溶液(S−2)〜(S−10)を調製した。
なお表1中、成分の略称は次の化合物を示す。
(B−1):4,4’―[1−[4−[1−[4−ヒドロキシフェニル]―1―メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール(1.0モル)と1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロリド(2.0モル)の縮合物
(B−2):4,4’―[1−[4−[1−[4−ヒドロキシフェニル]―1―メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール(1.0モル)と1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロリド(1.0モル)の縮合物
(B−3):2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン(1.0モル)と1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル(2.44モル)
(B−4):4,4’―[1−[4−[1−[4−ヒドロキシフェニル]―1―メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール(1.0モル)と1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸クロリド(2.0モル)の縮合物
(F):SH28PA(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製)
Examples 2-10
In Example 1, a solution of the radiation-sensitive resin composition was carried out in the same manner as in Example 1 except that the types and amounts shown in Table 1 were used as the [A] component and the [B] component. (S-2) to (S-10) were prepared.
In Table 1, the abbreviations of the components indicate the following compounds.
(B-1): 4,4 ′-[1- [4- [1- [4-hydroxyphenyl] -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol (1.0 mol) and 1,2-naphthoquinonediazide Condensate (B-2) of -5-sulfonic acid chloride (2.0 mol): 4,4 ′-[1- [4- [1- [4-hydroxyphenyl] -1-methylethyl] phenyl] ethylidene Condensation product of bisphenol (1.0 mol) and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride (1.0 mol) (B-3): 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone (1 .0 mol) and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester (2.44 mol)
(B-4): 4,4 ′-[1- [4- [1- [4-hydroxyphenyl] -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol (1.0 mol) and 1,2-naphthoquinonediazide -4-Sulphonic acid chloride (2.0 mol) condensate (F): SH28PA (manufactured by Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.)
上記のように調製した感放射線性樹脂組成物を使用し、以下のように突起およびスペーサーを形成して、各種の特性を評価した。
[突起およびスペーサーの形成]
シリコン基板上に実施例11〜19はスピンナーを用いて、実施例20〜24はスリットダイコーターを用いて組成物を塗布した後、90℃にて2分間ホットプレート上でプレベークして膜厚4.0μmの塗膜を形成した。その後、突起部分に相当する5μm幅の残しパターンとスペーサー部分に相当する30μmドットの残しパターンを有するフォトマスクを介して、キャノン(株)製PLA−501F露光機(超高圧水銀ランプ)にて露光時間を変化させて露光をおこなった。その後、表に記載した25℃の現像液種、現像液濃度、現像方法にて100秒間現像を行ったのち、純水で1分間洗浄を行い、乾燥させてウエハー上にパターンを形成した。このとき突起部分に相当する5μm幅の残しパターンとスペーサー部分に相当する30μmドットの残しパターンを形成するために必要な露光量を測定した。この値を感度として、表に示した。この値が3500J/m2以下の場合に感度が良好であると言える。
Using the radiation-sensitive resin composition prepared as described above, protrusions and spacers were formed as follows, and various characteristics were evaluated.
[Formation of protrusions and spacers]
After applying the composition on the silicon substrate using Examples 11-19 using a spinner and Examples 20-24 using a slit die coater, the film was pre-baked on a hot plate at 90 ° C. for 2 minutes to obtain a film thickness of 4 A coating film of 0.0 μm was formed. After that, exposure is performed with a PLA-501F exposure machine (extra-high pressure mercury lamp) manufactured by Canon Inc. through a photomask having a remaining pattern of 5 μm width corresponding to the protruding portion and a remaining pattern of 30 μm dots corresponding to the spacer portion. Exposure was carried out by changing the time. Thereafter, development was carried out for 100 seconds using the developer type, developer concentration, and development method described in the table, followed by washing with pure water for 1 minute and drying to form a pattern on the wafer. At this time, the exposure amount required to form a 5 μm-width remaining pattern corresponding to the protruding portion and a 30 μm-dot remaining pattern corresponding to the spacer portion was measured. This value is shown in the table as sensitivity. It can be said that the sensitivity is good when this value is 3500 J / m 2 or less.
〔突起の断面形状の評価〕
突起の断面形状A、BまたはCを下記のように定義したとき、形成された突起の断面形状を走査型電子顕微鏡により観察して、AまたはBの場合を「良好」、Cの場合を「不良」とした。突起の断面形状A、BおよびCは、模式的には図1に例示するとおりである。
A:底部の寸法が5μmを超え7μm以下である場合、
B:底部の寸法が7μmを超える場合、
C:底部の寸法にかかわらず台形形状である場合。
(Evaluation of cross-sectional shape of protrusions)
When the cross-sectional shape A, B or C of the protrusion is defined as follows, the cross-sectional shape of the formed protrusion is observed with a scanning electron microscope, and the case of A or B is “good” and the case of C is “ “Bad”. The cross-sectional shapes A, B and C of the protrusions are typically as illustrated in FIG.
A: When the dimension of the bottom is more than 5 μm and 7 μm or less,
B: When the bottom dimension exceeds 7 μm,
C: A trapezoidal shape regardless of the size of the bottom.
〔スペーサーの断面形状の評価〕
スペーサーの断面形状A、BおよびCを下記のように定義したとき、形成されたスペーサーの断面形状を走査型電子顕微鏡により観察して、AまたはCの場合を「良好」、Bの場合を「不良」とした。スペーサーの断面形状A、BおよびCは、模式的には図1に例示するとおりである。
A:底部の寸法が30μmを超え36μm以下である場合、
B:底部の寸法が36μmを超える場合、
C:底部の寸法にかかわらず台形形状である場合。
[Evaluation of spacer cross-section]
When the cross-sectional shapes A, B and C of the spacer are defined as follows, the cross-sectional shape of the formed spacer is observed with a scanning electron microscope, and the case of A or C is “good” and the case of B is “ “Bad”. The cross-sectional shapes A, B and C of the spacer are schematically as illustrated in FIG.
A: When the dimension of the bottom is more than 30 μm and not more than 36 μm,
B: When the bottom dimension exceeds 36 μm,
C: A trapezoidal shape regardless of the size of the bottom.
〔耐溶剤性の評価〕
シリコン基板上に実施例11〜19はスピンナーを用いて、実施例20〜24はスリットダイコーターを用いて組成物を塗布した後、90℃にて2分間ホットプレート上でプレベークして膜厚3.0μmの塗膜を形成した。得られた塗膜にキャノン(株)製PLA−501F露光機(超高圧水銀ランプ)で積算照射量が3,000J/m2となるように露光し、このシリコン基板をクリーンオーブン内にて220℃で1時間加熱して硬化膜を得た。得られた硬化膜の膜厚(T1)を測定した。そして、この硬化膜が形成されたシリコン基板を70℃に温度制御されたジメチルスルホキシド中に20分間浸漬させた後、当該硬化膜の膜厚(t1)を測定し、浸漬による膜厚変化率{|t1−T1|/T1}×100〔%〕を算出した。結果を表2に示す。この値が5%以下のとき、耐溶剤性は良好といえる。
なお、耐溶剤性の評価においては形成する膜のパターニングは不要のため、放射線照射工程および現像工程は省略し、塗膜形成工程、ポストベーク工程および加熱工程のみ行い評価に供した。
[Evaluation of solvent resistance]
After applying the composition on a silicon substrate using Examples 11-19 using a spinner and Examples 20-24 using a slit die coater, the film was prebaked on a hot plate at 90 ° C. for 2 minutes to obtain a film thickness of 3 A coating film of 0.0 μm was formed. The obtained coating film was exposed to a cumulative irradiation amount of 3,000 J / m 2 with a PLA-501F exposure machine (extra-high pressure mercury lamp) manufactured by Canon Inc., and this silicon substrate was exposed to 220 in a clean oven. A cured film was obtained by heating at 0 ° C. for 1 hour. The film thickness (T1) of the obtained cured film was measured. And after immersing the silicon substrate in which this cured film was formed in dimethyl sulfoxide temperature-controlled at 70 degreeC for 20 minutes, the film thickness (t1) of the said cured film was measured, and the film thickness change rate by immersion { | T1-T1 | / T1} × 100 [%] was calculated. The results are shown in Table 2. When this value is 5% or less, the solvent resistance is good.
In the evaluation of solvent resistance, since the patterning of the film to be formed is unnecessary, the radiation irradiation process and the development process were omitted, and only the coating film forming process, the post-baking process, and the heating process were performed for evaluation.
〔耐熱性の評価〕
上記の耐溶剤性の評価と同様にして硬化膜を形成し、得られた硬化膜の膜厚(T2)を測定した。次いで、この硬化膜基板をクリーンオーブン内にて240℃で1時間追加ベークした後、当該硬化膜の膜厚(t2)を測定し、追加ベークによる膜厚変化率{|t2−T2|/T2}×100〔%〕を算出した。結果を表2に示す。この値が5%以下のとき、耐熱性は良好といえる。
[Evaluation of heat resistance]
A cured film was formed in the same manner as the evaluation of the solvent resistance, and the film thickness (T2) of the obtained cured film was measured. Next, this cured film substrate was additionally baked in a clean oven at 240 ° C. for 1 hour, and then the film thickness (t2) of the cured film was measured, and the film thickness change rate {| t2-T2 | / T2 due to the additional baking. } × 100 [%] was calculated. The results are shown in Table 2. When this value is 5% or less, the heat resistance is good.
〔透明性の評価〕
上記の耐溶剤性の評価において、シリコン基板の代わりにガラス基板「コーニング7059(コーニング社製)」を用いたこと以外は同様にしてガラス基板上に硬化膜を形成した。この硬化膜を有するガラス基板の光線透過率を分光光度計「150−20型ダブルビーム((株)日立製作所製)」を用いて400〜800nmの範囲の波長で測定した。そのときの最低光線透過率の値を表2に示す。この値が90%以上のとき、透明性は良好といえる。
[Evaluation of transparency]
In the evaluation of the solvent resistance, a cured film was formed on the glass substrate in the same manner except that a glass substrate “Corning 7059 (manufactured by Corning)” was used instead of the silicon substrate. The light transmittance of the glass substrate having this cured film was measured at a wavelength in the range of 400 to 800 nm using a spectrophotometer “150-20 type double beam (manufactured by Hitachi, Ltd.)”. Table 2 shows the values of the minimum light transmittance at that time. When this value is 90% or more, it can be said that the transparency is good.
〔配向性および電圧保持率の評価〕
組成物溶液を用いて、電極であるITO(錫をドープした酸化インジュウム)膜を有するガラス基板の電極面に、前記の手順と同様にして、突起およびスペーサーを形成した。その後、液晶配向剤としてAL1H659(商品名、ジェイエスアール(株)製)を、液晶配向膜塗布用印刷機により、突起およびスペーサーを形成したガラス基板に塗布したのち、180℃で1時間乾燥して、膜厚0.05μmの被膜を形成した。また、液晶配向剤としてAL1H659を、液晶配向膜塗布用印刷機により、ITO膜を有する別のガラス基板の電極面に塗布し、180℃で1時間乾燥して、膜厚0.05μmの被膜を形成した。
次いで、得られた両基板のそれぞれの液晶配向膜の外面に、直径5μmのガラスファイバー入りエポキシ樹脂接着剤をスクリーン印刷により塗布し、両基板を液晶配向膜面が相対するように重ね合わせて圧着したのち、接着剤を硬化させた。その後、液晶注入口より両基板間に、メルク社製液晶MLC−6608(商品名)を充填して、エポキシ系接着剤で液晶注入口を封止したのち、両基板の外面に偏光板を、その偏向方向が直交するように張り合わせて、垂直配向型液晶表示素子を作製した。得られた垂直配向型液晶表示素子の縦断面図を模式的に図2に示す。
次いで、得られた垂直配向型液晶表示素子の配向性および電圧保持率を、下記のようにして評価した。
[Evaluation of orientation and voltage holding ratio]
Using the composition solution, protrusions and spacers were formed on the electrode surface of a glass substrate having an ITO (tin-doped indium oxide) film as an electrode in the same manner as described above. Thereafter, AL1H659 (trade name, manufactured by JSR Co., Ltd.) as a liquid crystal alignment agent was applied to a glass substrate on which protrusions and spacers were formed with a liquid crystal alignment film coating printer, and then dried at 180 ° C. for 1 hour. A film having a thickness of 0.05 μm was formed. Moreover, AL1H659 as a liquid crystal aligning agent is apply | coated to the electrode surface of another glass substrate which has an ITO film | membrane with a printer for liquid crystal aligning film application | coating, and it dries at 180 degreeC for 1 hour, and forms a 0.05-micrometer-thick film. Formed.
Next, an epoxy resin adhesive with a glass fiber having a diameter of 5 μm is applied to the outer surfaces of the liquid crystal alignment films of both substrates obtained by screen printing, and the substrates are stacked and bonded so that the liquid crystal alignment film surfaces face each other. After that, the adhesive was cured. Then, after filling the liquid crystal MLC-6608 (trade name) manufactured by Merck Co., Ltd. between both substrates from the liquid crystal injection port, and sealing the liquid crystal injection port with an epoxy-based adhesive, a polarizing plate is placed on the outer surfaces of both substrates. The vertically aligned liquid crystal display elements were manufactured by pasting them so that their deflection directions were orthogonal. FIG. 2 schematically shows a longitudinal sectional view of the obtained vertical alignment type liquid crystal display element.
Next, the orientation and voltage holding ratio of the obtained vertical alignment type liquid crystal display element were evaluated as follows.
配向性の評価に際しては、電圧をオン・オフさせたとき、液晶セル中に異常ドメインが生じるかどうかを、偏光顕微鏡で観察して、異常ドメインが認められない場合を「良好」とした。また、電圧保持率の評価に際しては、液晶表示素子に5Vの電圧を印加したのち、回路を開にし、その16.7ミリ秒後の保持電圧を測定して、その印加電圧(5V)に対する割合を算出した。その値が98%以上の場合は良好であるといえる。 In the evaluation of the orientation, when a voltage was turned on / off, whether or not an abnormal domain was generated in the liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope. In evaluating the voltage holding ratio, a voltage of 5 V was applied to the liquid crystal display element, the circuit was opened, the holding voltage after 16.7 milliseconds was measured, and the ratio to the applied voltage (5 V). Was calculated. When the value is 98% or more, it can be said that it is good.
Claims (5)
(a3)テトラヒドロフラン骨格、フラン骨格、テトラヒドロピラン骨格、ピラン骨格、ラクトン骨格、繰り返し単位が2〜10のオキシエチレン骨格、および繰り返し単位が2〜10のオキシプロピレン骨格の郡から選ばれる少なくとも1つの基を含有する不飽和化合物
(a4)(a1)、(a2)および(a3)以外のオレフィン系不飽和化合物の共重合体、ならびに
[B]1,2−キノンジアジド化合物を含有するを特徴とする、垂直配向型液晶表示素子用の突起および/またはスペーサーを形成するための感放射線性樹脂組成物。 [A] (a1) unsaturated carboxylic acid and / or unsaturated carboxylic acid anhydride, (a2) epoxy group-containing unsaturated compound, and (a3) tetrahydrofuran skeleton, furan skeleton, tetrahydropyran skeleton, pyran skeleton, lactone skeleton, Unsaturated compounds (a4) (a1), (a2) and (a3) containing at least one group selected from the group consisting of an oxyethylene skeleton having 2 to 10 repeating units and an oxypropylene skeleton having 2 to 10 repeating units And a copolymer of an olefinically unsaturated compound other than (B), and [B] 1,2-quinonediazide compound, and a sensation for forming protrusions and / or spacers for a vertical alignment type liquid crystal display device Radiation resin composition.
(1)請求項1に記載の感放射線性組成物の塗膜を基板上に形成する工程。
(2)該塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程。
(3)現像工程。
(4)加熱工程。
A method for forming protrusions and / or spacers, comprising at least the following steps.
(1) The process of forming the coating film of the radiation sensitive composition of Claim 1 on a board | substrate.
(2) A step of irradiating at least a part of the coating film with radiation.
(3) Development process.
(4) Heating process.
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